稱重模塊靜態(tài)與動(dòng)態(tài)載荷

在為某個(gè)應(yīng)用程序選擇稱重模塊時(shí)，考慮如何為稱重模塊施加載荷非常重要。料罐、料斗、料倉以及容器上的大多數(shù)稱重模塊應(yīng)用都使用靜態(tài)載荷。如果是靜態(tài)載荷的話，則幾乎或者根本不會(huì)對稱重模塊產(chǎn)生剪切力。像輸送裝置、管架、機(jī)械秤轉(zhuǎn)換等應(yīng)用以及帶有高功率攪拌機(jī)和混合機(jī)的秤使用動(dòng)態(tài)載荷。使用動(dòng)態(tài)載荷，在將產(chǎn)品放在秤上或進(jìn)行加工的過程中會(huì)將水平剪切力傳輸至稱重模塊。請參閱第 6 章“壓式稱重模塊”，了解稱重模塊懸掛的類型以及其應(yīng)用參數(shù)。

采用多少個(gè)稱重模塊？

對于現(xiàn)有安裝而言，稱重模塊的數(shù)量取決于現(xiàn)有支撐的數(shù)量。如果一個(gè)料罐有四個(gè)支架，那么您就需要使用四個(gè)稱重模塊。
而對于新的安裝而言，好選擇三點(diǎn)支撐系統(tǒng)，因?yàn)槠浯_保了在稱重模塊上分配正確的載荷。如果考慮風(fēng)、流體晃動(dòng)或者地震載荷因素，那么料罐可能需要四個(gè)或四個(gè)以上的支撐來另外加固，防止其傾斜。
大多數(shù)的秤應(yīng)用都采用三個(gè)或者四個(gè)稱重模塊。梅特勒-托利多儀表可以計(jì)算四個(gè)、八個(gè)，甚至多的稱重模塊的輸出總和，但是出四個(gè)以后就很難達(dá)到平均分配重量以及調(diào)整移位。
要計(jì)算每個(gè)稱重模塊的必要量程，請用系統(tǒng)總量程除以支撐的數(shù)量?？偭砍桃獞?yīng)用安全系數(shù)，以防低估了重量或者重量分配不均。在第 6 章“壓式稱重模塊”和第 7 章“拉式稱重模塊”中講述了確定稱重模塊大小的程序。環(huán)境因素（如地震荷載和風(fēng)力荷載）也會(huì)影響應(yīng)用中稱重模塊的量程，請參見第 4 章“稱重模塊環(huán)境影響考慮因素”。
稱重模塊現(xiàn)場校準(zhǔn)

另外一個(gè)要考慮的要素就是如何校準(zhǔn)稱重模塊系統(tǒng)。如果您向現(xiàn)有料罐添加稱重模塊的話，可能需要改造料罐才能在上面懸掛合格的校驗(yàn)砝碼。料罐至少要能夠支撐相當(dāng)于產(chǎn)品凈重（規(guī)定量程）的 20%的重量。第 8 章“稱重模塊系統(tǒng)校準(zhǔn)”中講述了一些現(xiàn)場校準(zhǔn)的方法。
稱重模塊尺寸建議初始張力負(fù)載：一種用來確定桿秤秤桿的初始張力負(fù)載的方式就是用秤桿抬起桿秤秤桿。將提升點(diǎn)（比如夾鉗）連接至桿秤秤桿，并確保固定牢固。張力負(fù)載指的是必須施加到秤桿自由端的重量，這樣才能提起桿秤秤桿，根據(jù)秤桿支點(diǎn)的位置，用倍增器進(jìn)行校準(zhǔn)（請參見圖 2-7）。例如，如果支點(diǎn)距離秤桿置于提升點(diǎn)下方的一端 2 英寸 [5 厘米]，距離自由端 20 英寸，用必須添加至秤桿自由端的負(fù)載（單位：磅 [千克]）乘以 10，以確定張力負(fù)載的大?。▎挝唬喊?[千克]）。稱重模塊量程：秤的量程應(yīng)在其銘牌上標(biāo)出，必要情況下將其換算成“磅 [千克]”。倍數(shù)：您可以將已知校驗(yàn)砝碼添加到空秤的桿秤秤桿上，從而確定秤桿系統(tǒng)的倍數(shù)。倍數(shù)則為校驗(yàn)砝碼值除以刻度盤上顯示的重量變化值。例如，如果刻度盤上的重量變化值為 2,000 磅 [1000 千克]，而桿秤秤桿上掛的是 5 磅 [2.5 千克] 的校驗(yàn)砝碼，那么倍數(shù)則為 400。稱重模塊
通過秤桿確定桿秤秤桿上的初始張力負(fù)載。
換秤桿稱 換秤桿后就不再使用機(jī)械秤的秤桿和刻度盤?？梢孕薷默F(xiàn)有稱重平臺來支持壓式稱重模塊。這樣一來就會(huì)徹底轉(zhuǎn)變成電子秤。
確定系統(tǒng)精確度和可重復(fù)性
經(jīng)驗(yàn)表明，完全由置于穩(wěn)固基礎(chǔ)上的稱重模塊支撐的料罐秤的精確度小于施加載荷（置于秤上的重量） 的 0.1%。如果這類秤經(jīng)過正確校準(zhǔn)，就可以讀出置于其上面的重量的準(zhǔn)確讀數(shù)。理論上，總負(fù)重量程的百分比應(yīng)該等于總計(jì)數(shù)（增量）的百分比。圖 3-2 闡釋了這一關(guān)系。
梅特勒托利多稱重模塊：理想量程與計(jì)數(shù)次數(shù)
如果秤的計(jì)數(shù)次數(shù)為 1,000，總量程為 5,000 磅 [2000 千克]，那么每一次的計(jì)數(shù)應(yīng)為 5 磅 [2 千克]。當(dāng)把 2,500 磅 [1000 千克] 的重量置于秤上時(shí)，則計(jì)數(shù)次數(shù)應(yīng)為 500。如果重量為 5,000 磅 [2000 千克]，則計(jì)數(shù)次數(shù)應(yīng)為 1,000。不管是向秤上添加重量還是從秤上減去重量，這一關(guān)系都不會(huì)改。
如果秤未經(jīng)正確校準(zhǔn)，這一理想的關(guān)系則未必正確。有四種主要的誤差會(huì)導(dǎo)致稱重不準(zhǔn)：
?校準(zhǔn)誤差
?線性誤差
?滯后誤差
?可重復(fù)性誤差
梅特勒托利多稱重模塊校準(zhǔn)誤差
一些誤差是因?yàn)榉Q重設(shè)備沒有經(jīng)過正確校準(zhǔn)。如果出現(xiàn)校準(zhǔn)誤差（參見圖 3-3），計(jì)數(shù)次數(shù)與載荷的比
例仍是一條直線，因?yàn)檫@是在理想的秤狀況下。但是在滿載荷情況下，直線不能完全達(dá)到計(jì)數(shù)次數(shù)。重量和計(jì)數(shù)次數(shù)之間為線性關(guān)系，但并不準(zhǔn)確無誤。這通常是由對秤進(jìn)行電子校準(zhǔn)時(shí)發(fā)生的誤差所致， 可以通過重新校準(zhǔn)秤進(jìn)行正。
線性誤差
線性指的是負(fù)載附加到秤上時(shí)，秤能夠保持計(jì)數(shù)次數(shù)與負(fù)載比例（圖中的一條直線）的一致性。如果
出現(xiàn)線性誤差，秤能夠在零載荷和滿載荷時(shí)正確讀數(shù)，但在兩點(diǎn)之間則無法正確讀數(shù)（請參見圖 3-4）。重量指示可能會(huì)高于實(shí)際重量（如圖所示），也可能會(huì)低于實(shí)際重量。
梅特勒托利多稱重模塊一般考慮因素
梅特勒-托利多 確定系統(tǒng)精確度和可重復(fù)性
滯后誤差
滯后指的是對于同一施加載荷的秤讀數(shù)的大差異，一個(gè)讀數(shù)通過從零增加負(fù)載得出，另外一個(gè)通過
從滿載減少負(fù)載得出。圖 3-5 所示為典型的滯后誤差。秤在零載荷和滿載荷時(shí)能夠準(zhǔn)確讀數(shù)。逐漸向稱添加重量時(shí)，曲線低于直線，顯示的讀數(shù)過低。達(dá)到滿載后，重量逐漸減少，曲線高于直線，顯示的讀數(shù)過高。滯后指的是負(fù)載和卸載曲線之間的大差異；在本示例中出現(xiàn)在半載荷時(shí)。您應(yīng)當(dāng)采取一些措施來減少配料稱、填料稱和計(jì)數(shù)稱應(yīng)用中的線性誤差和滯后誤差，特別是采用了全套秤的情況下。
梅特勒托利多稱重模塊可重復(fù)性誤差
可重復(fù)性指的是秤能夠在相同的環(huán)境狀況下多次添加或去除同樣的重量時(shí)顯示相同的讀數(shù)。它指的是
讀數(shù)之間的大差異，用施加載荷的百分比表示。例如，假設(shè)在量程 5,000 磅 [2500 千克] 的秤上放
置 10 次 5,000 磅 [2500 千克] 的重量，5,001 磅 [2500.5 千克] 為大讀數(shù)，而 5,000 磅 [2500 千克]
為小讀數(shù)?？芍貜?fù)性誤差則為 1 磅 [0.5 千克]，或者是秤體的施加載荷 (A.L) 的 0.02% (1/5,000)。注意：帶有施加載荷的秤體的可重復(fù)性誤差，如果施加載荷減少一半，則可重復(fù)性誤差也要減半。

壓式稱重模塊和拉式稱重模塊
稱重模塊分為兩種基本類型：
壓式稱重模塊旨在在稱重模塊頂部安裝料罐或其它結(jié)構(gòu)。拉式稱重模塊用于在稱重模塊上懸掛料罐或
一 其 它 結(jié) 構(gòu) 。
您應(yīng)該采用壓式稱重模塊還是拉式稱重模塊，這取決于具體的應(yīng)用。表 3-1 簡要介紹了影響稱重模塊選擇的一般設(shè)計(jì)考慮因素。
考慮因素
壓式稱重模塊與拉式稱重模塊的對比
設(shè)計(jì)考慮因素 壓式稱重模塊 拉式稱重模塊
地面空間 需要足夠的地面空間來容納料罐。料罐周圍可
能需要緩沖空間。 無需地面空間，并且可以懸掛起來，從而在料
罐下方自由移動(dòng)。
結(jié)構(gòu)限制 不牢固的地面可能需要另外加固，或者特別進(jìn)行安裝， 從而能夠承受料罐裝滿物料后的
重量。 不牢固的頂部支撐/天花板可能需要另外加固， 或者進(jìn)行特別安裝，從而能夠承受料罐裝滿物
料后的重量。
重量限制 一般情況下無限制。甚至連載荷分配本身都帶有三個(gè)容器支撐，如果數(shù)量過四個(gè)就難達(dá)
到限制值。 拉式稱重模塊大可承受 20,000 磅 [10 噸] 的重量。這一限制和結(jié)構(gòu)因素會(huì)限制張力系統(tǒng)的
容量。
稱重傳感器校準(zhǔn) 設(shè)計(jì)可能會(huì)有所不同，并且必須考慮地面的傾斜度、可用的支撐梁以及料罐的大小、形狀和
狀況。 元件校準(zhǔn)不會(huì)有太大差別，因?yàn)槔綏U和其它支撐設(shè)備往往支持大多數(shù)傾斜度。

現(xiàn)實(shí)狀況下梅特勒托利多稱重模塊能夠獲得怎樣的精確度？
稱秤系統(tǒng)的精確度取決于所采用的稱重傳感器的質(zhì)量。您能夠從秤系統(tǒng)獲得的佳狀態(tài)也只是達(dá)到稱重傳感器的性能額定值。以下是優(yōu)質(zhì)的稱重傳感器的標(biāo)準(zhǔn)性能額定值：
? 非線性額定量程 (R.C.) 的 ±0.01%
?滯后：額定量程 (R.C.) 的 ±0.02%
? 綜合誤差：額定量程 (R.C.) 的 ±0.02% 到 0.03%
綜合誤差是由非線性和滯后聯(lián)合作用產(chǎn)生的誤差。圖 3-6 所示為稱重傳感器綜合誤差，即從零負(fù)載到額定量程之間的誤差帶。所有的重量讀數(shù)都應(yīng)在該 ￡ 誤差帶范圍內(nèi)。理想情況下，秤系統(tǒng)的精確度可以達(dá)到甚至過系統(tǒng)中單個(gè)稱重傳感器的精確度（系統(tǒng)量程的 0.02%，甚**）。但是，在現(xiàn)實(shí)狀況下，精確度會(huì)受到環(huán)境因素和結(jié)構(gòu)因素（如振動(dòng)、溫度、活動(dòng)至固定連接、管路以及模塊支撐完整
梅特勒托利多稱重模塊預(yù)測系統(tǒng)精確度
料罐秤的精確度由各種因素決定，包括儀表、稱重傳感器、安裝硬件、料罐設(shè)計(jì)、底座以及環(huán)境影響
因素。不同的應(yīng)用要求不同的稱重精確度。精確的配料或填料過程需要的精確度高于散裝存儲(chǔ)操作。表 3-2 詳細(xì)介紹了四種稱重精確度，并列出了會(huì)影響料罐秤達(dá)到這些精確度的性能的因素。遵循下表
中列出的建議將有助于確保料罐秤達(dá)到理想的精確度。
梅特勒托利多稱重模塊系統(tǒng)精確度總結(jié)
系統(tǒng)的真實(shí)精確度只能在安裝了整個(gè)系統(tǒng)后通過測試和驗(yàn)證才能確定。安裝完所有的管路和系統(tǒng)組件
后，添加校驗(yàn)砝碼或其它物料直至秤達(dá)到滿載量程，以對容器進(jìn)行“測試”。這樣可以避免產(chǎn)生累積壓力，同時(shí)使系統(tǒng)穩(wěn)定下來。系統(tǒng)穩(wěn)定后，測試幾次（從零負(fù)載到滿載量程）以確定系統(tǒng)的終性能。從零負(fù)載開始，一步一步添加已知砝碼，直至達(dá)到系統(tǒng)的滿載量程。記錄每一步的標(biāo)重。然后在從系統(tǒng)中取下砝碼的間隔讀取重量讀數(shù)。要確定系統(tǒng)的實(shí)際誤差，請將標(biāo)重讀數(shù)與秤上添加的實(shí)際重量進(jìn)行對比。


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