電子汽車衡的誤差分析及應(yīng)對(duì)措施

龍 鳳，竇青麗

（河鋼集團(tuán)承鋼公司檢驗(yàn)檢測(cè)中心，河北 承德 067002）

電子汽車衡是一種為大型貨物計(jì)量稱重的設(shè)備工具，其作為機(jī)械式衡量器的更新替代品，已被廣大使用客戶認(rèn)可并選擇。隨著科技全球化趨勢(shì)不斷加重，現(xiàn)階段我國(guó)電子汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展也愈發(fā)迅速，其行業(yè)整體愈發(fā)呈現(xiàn)處規(guī)?；⒅悄芑?、節(jié)能化走向。然而需要注意的，在電子汽車衡計(jì)量與檢測(cè)工作中，安裝、接地、調(diào)試與抗干擾等工序中都存在著一定程度的誤差干擾，影響著檢驗(yàn)結(jié)果。因此要對(duì)于電子汽車衡的誤差分析展開深入研究，以提升檢定工作的質(zhì)量，提升電子汽車行業(yè)的整體利益。

1 電子汽車衡的概述

1.1 電子汽車衡的結(jié)構(gòu)概況

電子汽車衡的組成復(fù)雜，包括秤臺(tái)，稱重傳感器、地基基礎(chǔ)、接線盒、稱重顯示控制儀表等，地基基礎(chǔ)的構(gòu)成主要由支撐臺(tái)面與稱重基座等構(gòu)成；稱重臺(tái)面主要由鋼結(jié)構(gòu)組件焊接而成，根據(jù)重力可劃分為單臺(tái)面、雙臺(tái)面以及三臺(tái)面三類；重力傳感器主要有橋式或懸臂式電阻應(yīng)變片式重力傳感兩類，且規(guī)模一般由臺(tái)面決定，一般分為四只式、六只式及八只式，分布安置于角落；稱重的顯示器設(shè)備構(gòu)件多由單面處理器、顯示端口以及鍵盤等組成。同時(shí)還包括著主要聯(lián)系傳感器與顯示器、避雷裝置等組件。

1.2 電子汽車衡的工作原理

電子汽車衡的運(yùn)行原理是：載重汽車或稱重貨物置于承載器材的臺(tái)面之上，承載器會(huì)將貨物重力傳至于稱重器材之上，進(jìn)而導(dǎo)致稱重傳感器受到壓縮而產(chǎn)生的形變，使得粘粘于傳感器上的電阻應(yīng)變片產(chǎn)生感應(yīng)變化進(jìn)而使得阻值變化。使得應(yīng)變計(jì)橋路失去平衡并輸出電信號(hào)，電信號(hào)被線性放大器放大后，經(jīng)由 A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，CPU 對(duì)質(zhì)量信號(hào)進(jìn)行規(guī)范化處理后直接顯示出載重汽車的質(zhì)量值，傳遞給計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，以便于后續(xù)處理。由于電阻應(yīng)變計(jì)組成的電橋回路失去平衡，會(huì)在回路中產(chǎn)生輸出與重量數(shù)值成正比的電信號(hào)，且信號(hào)一旦經(jīng)儀表處理后會(huì)顯示出重量數(shù)值。在電子汽車衡應(yīng)用中，一旦稱量存在誤差，會(huì)直接影響物資計(jì)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。因此加大力度對(duì)地磅稱量進(jìn)行誤差分析是非常必要的。

模擬式電子汽車衡通常通過模擬稱重傳感器材的輸出電信號(hào)，經(jīng)過模擬接線盒傳遞信號(hào)于接收儀器，經(jīng)過儀表數(shù)據(jù)處理顯示稱重物體的重量數(shù)據(jù)。此外，儀表會(huì)針對(duì)于數(shù)據(jù)信息處理后傳送于打印機(jī)等輔助設(shè)備。

數(shù)字化技術(shù)電子汽車衡的運(yùn)行原理在于將模擬式稱重傳感工具的輸出信號(hào)通過數(shù)字化接線盒轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再根據(jù)預(yù)定協(xié)議指令傳遞于數(shù)字化稱重儀表。經(jīng)過儀表處理后的信號(hào)會(huì)顯示處被稱量物體的重量信息，儀表再依據(jù)數(shù)據(jù)傳遞于打印機(jī)、擬重虛擬軟件等輔助工具之中。

數(shù)字式車衡有別于數(shù)字化車衡，其本質(zhì)區(qū)別在于A/D（單儀器模數(shù)轉(zhuǎn)換）的轉(zhuǎn)換次序的不同，其在實(shí)際應(yīng)用過程中具備很大的差異。實(shí)際上，在稱重傳感器設(shè)備直接輸入數(shù)字信號(hào)的數(shù)字式稱重傳感模式最為被大眾認(rèn)可與推崇。

1.3 汽車衡量器的使用

經(jīng)過相關(guān)研究調(diào)查，現(xiàn)階段電子汽車加量檢測(cè)的技術(shù)規(guī)范在于對(duì)電子汽車的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行誤差規(guī)避。起初需要對(duì)稱臺(tái)的信息進(jìn)行考察，對(duì)汽車進(jìn)行高效的衡量檢定，完成基本的技術(shù)操作以檢測(cè)出關(guān)鍵性運(yùn)行問題并開展有效的應(yīng)對(duì)措施。要對(duì)于稱臺(tái)的外部進(jìn)行定期檢查，包括電子汽車衡量器附近的環(huán)境因素，雜質(zhì)雜物要進(jìn)行定期清理，防止外部因素影響衡量器的使用效能。與此同時(shí)，還需要重視秤的節(jié)數(shù)問題，若節(jié)數(shù)過多會(huì)產(chǎn)生秤節(jié)與秤節(jié)之間的銜接不良現(xiàn)象，以及傳感器與秤體間的不平衡現(xiàn)象。要確切落實(shí)檢查維護(hù)工作，并記錄好檢測(cè)數(shù)據(jù)，保障檢測(cè)結(jié)果能夠準(zhǔn)確高效地反應(yīng)實(shí)際情況。對(duì)于偏載稱量要請(qǐng)專業(yè)技術(shù)人員展開工作，盡可能地減少工作誤差以保證數(shù)值信息顯示的正確性，若數(shù)值出現(xiàn)差別，就要針對(duì)于一起問題進(jìn)行檢修。

圖1 汽車衡量器應(yīng)用模擬圖

2 電子汽車衡運(yùn)行的誤差因素分析

2.1 線性變化所產(chǎn)生的誤差

電子汽車衡量器的輸出信號(hào)與器材承受的重量在數(shù)值上會(huì)呈現(xiàn)線性變化的關(guān)系。針對(duì)于這種情況，需要就稱量點(diǎn)位中結(jié)果誤差較大的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有針對(duì)性的分析工作，經(jīng)過分段校準(zhǔn)稱量工具的幫助，能夠保證對(duì)于非線性輸出的數(shù)據(jù)及稱重誤差進(jìn)行科學(xué)合理的控制校準(zhǔn)，甚至是消除數(shù)據(jù)無擦，系統(tǒng)化地改善電子汽車衡的工作效能，確保車衡的準(zhǔn)確性與可靠性。在電子汽車衡的檢定工作階段，將其最小稱量、最大稱量、百分之五十量值的稱量、最大允許誤差及變化稱量作為基本標(biāo)準(zhǔn)，將以上數(shù)值的數(shù)值誤差作為數(shù)據(jù)誤差。而實(shí)際誤差的大小應(yīng)滿足電子汽車衡檢驗(yàn)過程中關(guān)于稱量的最大允許誤差標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而確保電子汽車衡的稱量精準(zhǔn)程度。

2.2 車衡外觀檢測(cè)工作誤差

對(duì)于檢查工作人員的工作重點(diǎn)在于稱臺(tái)體外損壞程度檢測(cè)，要檢查秤體是否有出現(xiàn)磨損嚴(yán)重、變形過度、開裂等情況，以及限位螺母縫隙等距離是否合適。同時(shí)，還要注意查看承臺(tái)四周及底部縫隙中是否存在雜物堵塞，各稱節(jié)之間的搭接是否足夠牢固溫度，還要注意傳感器與秤體之間的水平程度等。要通過對(duì)于外觀的檢測(cè)去評(píng)估秤體是否存在著工作性能降低。而實(shí)際上，人工檢測(cè)或多或少都會(huì)存在著一定的誤差，且檢修人員長(zhǎng)年累月的工作會(huì)存在一定的消極怠工現(xiàn)象，這都會(huì)產(chǎn)生一定程度的誤差。

2.3 偏載誤差的影響

在偏載測(cè)試過程中，被測(cè)物體在稱臺(tái)上的位置會(huì)直接影響到檢測(cè)結(jié)果，要保證被測(cè)位置的變化不會(huì)導(dǎo)致誤差超過稱量的最大允許限值。承載測(cè)試環(huán)節(jié)中，其被測(cè)重物在秤臺(tái)上位置變化所引起的誤差應(yīng)當(dāng)不超出稱量的最大允許誤差。在稱重傳感器彈性體與電阻應(yīng)變計(jì)等材料性能的工作影響下，會(huì)使得稱重傳感器材的靈敏度降低，其檢測(cè)結(jié)果存在著一定的偏差。

2.4 稱量誤差

稱重傳感器的非線性,稱重儀表的數(shù)據(jù)處理以及稱重臺(tái)摩擦都是造成稱量誤差的直接原因。摩擦是造成稱量誤差的重要因素,摩擦影響力的傳遞,這樣加載時(shí)的重量不能完全作用到稱重傳感器上,稱重傳感器的輸出信號(hào)自然偏小,此類情況,往往小稱量基本正常,加大負(fù)荷后,顯示值明顯減小。稱重臺(tái)變形、基礎(chǔ)塌陷,稱重臺(tái)與基礎(chǔ)的填充物造成了稱重臺(tái)的摩擦。

2.5 鑒別力誤差

鑒別力反映秤對(duì)載荷微小變化的反應(yīng)能力,鑒別力測(cè)試的目的是檢驗(yàn)秤結(jié)構(gòu)的連接和摩擦,因此機(jī)械連接中的摩擦和應(yīng)力是鑒別力誤差的主要來源。依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,測(cè)量管理體系覆蓋的每個(gè)測(cè)量過程都應(yīng)評(píng)定測(cè)量不確定度。電子汽車衡作為貿(mào)易結(jié)算用測(cè)量設(shè)備,稱量結(jié)果的準(zhǔn)確程度可能直接影響測(cè)量過程的最終結(jié)果,因此,應(yīng)充分考慮到可能影響測(cè)量誤差的各種不確定因素,對(duì)電子汽車衡稱量結(jié)果進(jìn)行合理評(píng)定,計(jì)算測(cè)量結(jié)果的最佳估計(jì)值以及其分散性大小。

3 控制電子汽車衡工作誤差的應(yīng)對(duì)措施

3.1 實(shí)施電子汽車衡的計(jì)量誤差修正工作

對(duì)于誤差修正工作的制定要確保工作質(zhì)量以及稱量工具的保養(yǎng)，以防出現(xiàn)虛假信息影響等情況。要依據(jù)電子汽車校正規(guī)范進(jìn)行車衡的調(diào)試，實(shí)現(xiàn)滿意的工作成果。要對(duì)傳感器等問題進(jìn)行檢查，保證真正的原因能夠被檢測(cè)出來，更好地解決問題。

3.2 要定期檢查儀器數(shù)值的顯示情況

對(duì)于檢測(cè)后顯示的計(jì)量數(shù)值信息要進(jìn)行反復(fù)查驗(yàn)，觀測(cè)檢驗(yàn)儀器是否存在者擠壓、形變以及磨損的情況，以防由于儀器損壞導(dǎo)致檢驗(yàn)成果不佳。問題一旦出現(xiàn)多與車衡內(nèi)部線路相關(guān)，且線路的顏色繁多、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此要依據(jù)線路連接進(jìn)行特定位置檢修，嚴(yán)謹(jǐn)檢測(cè)線路中存在的問題，確保傳感器不會(huì)出現(xiàn)工作故障。

3.3 電子汽車衡的替代修正法

一旦發(fā)現(xiàn)電子汽車衡的工作效能以及檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)偏差與異常，卻沒有準(zhǔn)確的依據(jù)與證明時(shí)，最好的應(yīng)對(duì)措施即通過替代法來對(duì)于可疑或違規(guī)可能較大的器件進(jìn)行檢測(cè)維修。在此期間，可以用相同型號(hào)、規(guī)格的器件進(jìn)行替代，例如稱重傳感器、接線盒、稱重儀表盤等器件，以確保檢驗(yàn)測(cè)量結(jié)果的正常。一般替代方式多用于稱量?jī)x器的檢測(cè)看，且稱量?jī)x表器材內(nèi)部要確定未加裝不良電路。

3.4 電子汽車衡的故障排除法

在無法判別評(píng)估故障問題時(shí)，為確保工作質(zhì)量有效率，相關(guān)技術(shù)人員可以通過排除法有效展開器材檢修工作。例如在判別稱重傳感器與接線盒等部件問題時(shí)，若缺少相關(guān)替代器件，可以根據(jù)注意拆除的方式排除出故障的稱重傳感器，并更換接線盒中接線位置，使得準(zhǔn)確判別出元件中檢測(cè)質(zhì)量不佳的實(shí)質(zhì)原因。

另外一點(diǎn)，針對(duì)于檢測(cè)工作中操作難度較高以及使用效果較差等情況，需要去重新規(guī)劃工作制度及流程，以保證電子汽車衡的檢定工作能夠開展順暢的同時(shí)，凸顯出工作的重點(diǎn)，在較為短的工作周期中獲得檢測(cè)結(jié)果。與此同時(shí)，法律規(guī)范以及相關(guān)制度的制定也應(yīng)該得到重視，針對(duì)于噸位體積較大的物件，在偏載試驗(yàn)以及最大稱重測(cè)試工作中，要進(jìn)行合理合規(guī)的增減措施，減低測(cè)試工作的負(fù)擔(dān)?？梢圆扇〖s束規(guī)范的方式，在電子汽車衡的使用功能上增強(qiáng)能動(dòng)性能，確保得到高效、高質(zhì)量的工作效果的同時(shí)，還能減緩其他因素對(duì)于車衡運(yùn)行的不利影響。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段我國(guó)社會(huì)對(duì)于電子汽車衡計(jì)量工作的需求與日俱增，隨著國(guó)家政策的不斷出臺(tái)頒布，政府也在加大資金與人力的投入。我國(guó)的電子汽車衡的計(jì)量檢測(cè)通常是依據(jù)國(guó)家對(duì)車衡的檢定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)展開的，在國(guó)內(nèi)外的工作經(jīng)驗(yàn)的幫助下，以制定科學(xué)合理的制度模式。于檢測(cè)工作開展過程中，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并健全工作模式，控制好電子汽車衡的運(yùn)行誤差與檢測(cè)精度，推進(jìn)我國(guó)電子汽車衡的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。