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托利多仪表XK3123-3000:称重系统的校准

发布时间:2023-10-13   

在物理量测量中,特别是对质量的电子测量中,测量链一般由称重传感器,放大器以及电源,显示器或测量仪器组成。为了使用这一套称重系统,必要的调整和校准过程是不可避免的。

这个过程包括对衡器设备的校准和重新校准,它是测量设备能能成功使用的重要环节。具体过程是首先通过选择相应的测量模式来适合测量放大器和传感器,多数为全桥测量电路;接下来设置供电电压,调准零点与/或清零,最后直至按照测量的设置仪表的显示。

为了更好理解期间,下面对每个过程的意义作一简述:

调整或平衡:

调整意味着设置整个测量链(将衡器作为一个整体),使测量偏差为最小。这个操作会永久性地改变测量链地特性。在测量链中,这个操作主要使用于测量放大器或电子电路。这个过程在有些不严格的地方常常被称为“校准”。

设置:当改变了测量链中测量放大器或电子电路的特性曲线,相应的整数倍的物理量就被显示出来。

例子:额定负荷为5公斤的传感器,在额定负荷时显示为5000。

校准或重新校准:

校准意味着不改变测量链的设置,通过与精密度更高的“标准仪表”比较,确定测量仪器的测量偏差。

标定:

标定为由官方确定的称量设备的测量结果与实际值的偏差并诉诸文件。它包括在标定地点(称重检测所或被授权的制造厂家)根据标定规定进行的标定/校准。若衡器设备符合规定,同时确定其满足给定精度的时间范围。

零点调准:

多数情形下显示调准零点。调准零点就是传感器处于安装位置且不受负荷,其显示应为零。这可通过调准传感器零点或通过置零功能平移测量放大器的特性曲线来达到。

测量方法器的特性曲线表述了其输入和输出之间的函数关系:UA=F(UE)。

零点调准后特性曲线通过零点,通过改变直线的斜率可以设定在全量程时的显示。

在实际调准放大器的同时也调整放大倍数,这儿个步骤,调零和调放大倍数一起,就是所说的对测量链的调整。

实践中主要由三个可能性来调整传感器和一起组成的测量链:

对传感器信号的模拟

对一个,多个或所有的传感器加以真实的负荷

利用专用的电路和校准源。

这些方法中不是对一切组合是可行的,或实践中一定可用的。这里推荐通过用真实的负荷(砝码、水、等等)来调整传感器和一起。也推荐安装接受后再对已实施的调整验证核实,以确保传感器的正确安装。


通过直接加载已知负荷来调整

原则上加载确定的负荷是最好的调整方法、但有时候恰恰是不实际的。在多数情况下因精度不必要太高,而不使用这一方法,因为准备高精度的砝码花费很大。相反对官方强制标定的秤,这一校准形式是规定的。

在用参考砝码校准的过程中,加载的总重量应与衡器的额定载荷或实际工作点一致。

这种标定形式的最终精度是由参考砝码的精度确定的。装了沙并确定重量的沙袋或用精确量具量过的水在实际中是很有用的辅助物。放上的拿掉额定载荷的0.1%的小砝码,必须能毫无滞后的被记录下来,否则要检查设备的摩擦副作用。

过程:

1.调准零点

2.在调准好零点的基础上加载已知的重量

3.设置测量放大器及称重电路到相应的显示

很遗憾的是,这些貌似简单的调整方式在实际中不见得总实用。

因为:

相应的重量必须能够获得。这对非常大的额定载荷,例如100吨的传感器的标定就会成为问题。

测量精度取决于参考砝码的精度,一些“高精度”的要求在实际中只有以相应的高成本才能获得。因此传感器在制造厂家以高精度的检测仪器加以校准。传感器的这个测试报告也包括了与理想之的偏差。

但是,如果可以通过直接负荷来调整。对应用者由决定性的优点,所有由于力加载或传感器的调准引起的干扰影响都被考虑在内。


借助校准仪器调准

校准校准仪器调准是实践中最常用的方法、也能达到最好的结果。误差率为小于0.2%到0.05%的校准仪表是目前的技术水准。传感器的校准及其测试报告使制造高等级的测量设备成为可能。

校准仪器使用在传感器信号输出处,这个信号模拟一个或多个传感器由于加载确定的重量而产生的电桥失衡,简单的校准仪器的电路应用了并联电阻原理,以便能产生多个的电桥失衡信号。

因为电桥失衡出现在自己的惠斯通电桥里,所以校准仪器接在原来传感器的位置。

但是,校准仪器与传感器之间可能存在不同的零点信号。校准仪器的零点信号应首先被调准好,然后产生确定的电桥失衡信号的调准放大倍数。

最简单的是,通过调准,使校准仪器产生与传感器一致的标准的灵敏度,同时对任意的灵敏度的传感器的处理也毫无疑问。对所有传感器的灵眠都,都有一个视传感器本身质量而异的误差范围。若欲以更高的精度进行校准,则应对传感器测试出更精准的灵敏度。


用仪器内部的校准信号进行调整

许多测量放大器,在其输入端,能产生标准的内部信号,如1mV/V,这可以累加到测量信号上,或作为基础零点,甚至用被转换为另一定义的测量范围。在这种连接中,有两点很重要。

1.导线影响没有考虑在内

2.除了驱动微处理器的放大器外,校准信号的精度通常不很高,最佳为0.1%,但也可能到1%。

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