稱(chēng)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(chēng)重模塊時(shí)，考慮如何為稱(chēng)重模塊施加載荷非常重要。料罐、料斗、料倉(cāng)以及容器上的大多數(shù)稱(chēng)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(duì)稱(chēng)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(guò)程中會(huì)將水平剪切力傳輸至稱(chēng)重模塊。請(qǐng)參閱第 6 章“壓式稱(chēng)重模塊”，了解稱(chēng)重模塊懸掛的類(lèi)型以及其應(yīng)用參數(shù)。

采用多少個(gè)稱(chēng)重模塊？

對(duì)于現(xiàn)有安裝而言，稱(chēng)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(chēng)重模塊。
而對(duì)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(chēng)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(lái)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(chēng)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(chēng)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(chēng)重模塊的必要量程，請(qǐng)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(chēng)重模塊”和第 7 章“拉式稱(chēng)重模塊”中講述了確定稱(chēng)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(chēng)重模塊的量程，請(qǐng)參見(jiàn)第 4 章“稱(chēng)重模塊環(huán)境影響考慮因素”。
稱(chēng)重模塊現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)

另外一個(gè)要考慮的要素就是如何校準(zhǔn)稱(chēng)重模塊系統(tǒng)。如果您向現(xiàn)有料罐添加稱(chēng)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(chēng)重模塊系統(tǒng)校準(zhǔn)”中講述了一些現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的方法。
梅特勒托利多稱(chēng)重模塊確定系統(tǒng)分辨率
非交易過(guò)程稱(chēng)重
稱(chēng)重傳感器和儀表結(jié)合來(lái)產(chǎn)生所需系統(tǒng)分辨率或增量的能力水平可通過(guò)以下公式計(jì)算得出：
信號(hào)強(qiáng)度 = 所需增量大小 × 稱(chēng)重傳感器輸出 (mV/V)* × 激勵(lì)電壓 × 1,000
（伏特每增量） 單個(gè)稱(chēng)重傳感器量程 × 稱(chēng)重傳感器數(shù)量
*大多數(shù)梅特勒-托利多稱(chēng)重傳感器的輸出為 2 mV/V。
在公式中輸入所需增量，同時(shí)輸入稱(chēng)重傳感器和儀表參數(shù)，始終采用相同的重量單位。如果信號(hào)強(qiáng)度
（伏特每增量）低于儀表允許的小值，系統(tǒng)就可以提供所需的分辨率。
梅特勒托利多稱(chēng)重模塊示例 1：
假設(shè)假設(shè)料罐秤的儀表上安裝了四個(gè) 5,000 磅稱(chēng)重傳感器 (2 mV/V)，儀表激勵(lì)電壓為 15 VDC，小值為
0.1 微伏每增量，顯示的大增量為 100,000。您想要稱(chēng)起的重量達(dá) 15,000 磅，增量為 2 磅（顯示的增量為 7,500）。根據(jù)公式算出所需的信號(hào)強(qiáng)度：
2 lb × 2 mV/V × 15 VDC × 1,000 = 3.0 微特每增量
5,000 lb × 4
儀表的可取的小信號(hào)強(qiáng)度為 0.1 微伏每增量。由于根據(jù)公式計(jì)算得出的信號(hào)為 3.0 微伏每增量，大于
該 0.1 微伏每增量，因此您能夠顯示 2 磅增量。
示例 2：
假設(shè)料罐秤的儀表安裝了四個(gè) 1100 千克的稱(chēng)重傳感器 (1.94 mV/V)，儀表的激勵(lì)電壓為 5 VDC，小值為 0.1 微伏每增量，顯示的大增量為 100,000。您想要稱(chēng)起的重量達(dá) 1,000 千克，增量為 0.2 kg（顯示的增量為 5000）。根據(jù)公式算出所需的信號(hào)強(qiáng)度：
0.2 kg × 1.94 mV/V × 5 VDC × 1,000 = 0.44 微伏每增量
1100 kg × 4
儀表的可取的小信號(hào)強(qiáng)度為 0.1 微伏每增量。由于根據(jù)公式計(jì)算得出的信號(hào)為 0.44 微伏每增量，大
于該 0.1 微伏每增量，因此您能夠顯示 0.2 千克增量。
合法貿(mào)易交易稱(chēng)重
如果您用砝碼稱(chēng)重來(lái)購(gòu)買(mǎi)和/或銷(xiāo)售物料，分辨率或增量則會(huì)受到秤的許可的限制。下面一部分介紹合
法貿(mào)易應(yīng)用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)稱(chēng)分辨率的限制。
現(xiàn)實(shí)狀況下梅特勒托利多稱(chēng)重模塊能夠獲得怎樣的精確度？
稱(chēng)秤系統(tǒng)的精確度取決于所采用的稱(chēng)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(chēng)重傳感器的性能額定值。以下是優(yōu)質(zhì)的稱(chēng)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(chēng)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(guò)系統(tǒng)中單個(gè)稱(chēng)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(chēng)重模塊預(yù)測(cè)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(chēng)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(chēng)重精確度。精確的配料或填料過(guò)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(chēng)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(chēng)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(guò)測(cè)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(duì)容器進(jìn)行“測(cè)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(lái)。系統(tǒng)穩(wěn)定后，測(cè)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(kāi)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(qǐng)將標(biāo)重讀數(shù)與秤上添加的實(shí)際重量進(jìn)行對(duì)比。

稱(chēng)重模塊尺寸建議初始張力負(fù)載：一種用來(lái)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(qǐng)參見(jiàn)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(chēng)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(pán)上顯示的重量變化值。例如，如果刻度盤(pán)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(chēng)重模塊
通過(guò)秤桿確定桿秤秤桿上的初始張力負(fù)載。
換秤桿稱(chēng) 換秤桿后就不再使用機(jī)械秤的秤桿和刻度盤(pán)?？梢孕薷默F(xiàn)有稱(chēng)重平臺(tái)來(lái)支持壓式稱(chēng)重模塊。這樣一來(lái)就會(huì)徹底轉(zhuǎn)變成電子秤。
壓式稱(chēng)重模塊和拉式稱(chēng)重模塊
稱(chēng)重模塊分為兩種基本類(lèi)型：
壓式稱(chēng)重模塊旨在在稱(chēng)重模塊頂部安裝料罐或其它結(jié)構(gòu)。拉式稱(chēng)重模塊用于在稱(chēng)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(chēng)重模塊還是拉式稱(chēng)重模塊，這取決于具體的應(yīng)用。表 3-1 簡(jiǎn)要介紹了影響稱(chēng)重模塊選擇的一般設(shè)計(jì)考慮因素。
考慮因素
壓式稱(chēng)重模塊與拉式稱(chēng)重模塊的對(duì)比
設(shè)計(jì)考慮因素 壓式稱(chēng)重模塊 拉式稱(chēng)重模塊
地面空間 需要足夠的地面空間來(lái)容納料罐。料罐周?chē)?br>能需要緩沖空間。 無(wú)需地面空間，并且可以懸掛起來(lái)，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(wú)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(guò)四個(gè)就難達(dá)
到限制值。 拉式稱(chēng)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(chēng)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。

梅特勒托利多稱(chēng)重模塊撞擊載荷
秤發(fā)生撞擊荷載可能是偶然狀況，或者是由其操作本身造成，在設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮到這一狀況，特別是料斗秤、臺(tái)秤和皮帶秤。它是由秤上重量的突變所致，例如，當(dāng)物體掉到或者跌落到秤上時(shí)。典型的例子就是對(duì)鐵屑進(jìn)行稱(chēng)重，通過(guò)電磁收集器為稱(chēng)裝載；以及用來(lái)對(duì)鑄件稱(chēng)重的地秤，它用高架起重機(jī)將鑄件裝至秤上。如果沖擊力過(guò)強(qiáng)，您就需要安裝較大容量的稱(chēng)重傳感器，或者采取其它措施限制外加負(fù)載。
為消除掉落物體產(chǎn)生的沖擊荷載，您必須清楚掉落物體的重量，掉落的垂直距離、空秤結(jié)構(gòu)的重量、稱(chēng)重傳感器的數(shù)量以及稱(chēng)重傳感器的額定量程和彎曲度。梅特勒-托利多數(shù)據(jù)表中列出了后者。
為消除降落物體（特別是吊車(chē)荷載應(yīng)用）產(chǎn)生的撞擊荷載，您必須清楚降落物體的重量、降落速度、空秤結(jié)構(gòu)的重量、稱(chēng)重傳感器的數(shù)量以及稱(chēng)重傳感器的額定量程和撓曲度。
梅特勒托利多稱(chēng)重模塊“壓式稱(chēng)重模塊”或第 7 章“拉式稱(chēng)重模塊”中所述的標(biāo)準(zhǔn)方式確定稱(chēng)重傳感器/稱(chēng)重模塊的大小。然后檢查撞擊荷載能否對(duì)其造成損壞。找出載荷狀況差的稱(chēng)重傳感器，并用以下等式之一估算掉落或降落載荷附加至該稱(chēng)重傳感器的大載荷。
MMAX = 掉落或降落載荷在差的稱(chēng)重傳感器上產(chǎn)生的大負(fù)載（單位：lb [kg]）。M1 = 差的稱(chēng)重傳感器所承載的掉落或降落載荷部分（單位：lb [kg]）。
梅特勒托利多稱(chēng)重模塊M2 = 差的稱(chēng)重傳感器所承載的秤的固定負(fù)載部分（單位：lb [kg]）。
H = 物體掉落的高度（單位：英寸 [毫米]）
四 R.C. = 稱(chēng)重傳感器的額定量程 (Emax)（單位：lb [kg]）。需要的話，請(qǐng)將其它單位換算成 lb 或 kg。
? = 額定量程下，稱(chēng)重傳感器的傾斜度（單位：英寸 [毫米]）。如果應(yīng)用中使用了防震墊/減
振墊，請(qǐng)參見(jiàn)下面的“使用防震墊/減振墊”。
V = 物體降落的速度（單位：in/s [mm/s]）
環(huán) 克 = 重力加速度 = 386 in/s2 [ = 9,810 mm/s2 ]
MMAX 應(yīng)小于稱(chēng)重傳感器或稱(chēng)重模塊額定量程（單位：lb [kg]）。這些等式計(jì)算得出的是秤結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重
傾斜時(shí)的保守結(jié)果，例如，當(dāng)負(fù)載掉落到相對(duì)合規(guī)的帶有 4 個(gè)稱(chēng)重傳感器的地秤中心位置時(shí)。注意， 等式可用于僅帶有稱(chēng)重傳感器的稱(chēng)重模塊，并且一般情況下，稱(chēng)重模塊的傾斜度被假定為相應(yīng)稱(chēng)重傳感器的傾斜度。計(jì)量單位保持一致，請(qǐng)使用 lb、in、in/s 和 in/s2 或 kg、mm、mm/s 和 mm/s2。
如果需要采取其它措施消除撞擊荷載，*較大量程的稱(chēng)重傳感器/稱(chēng)重模塊是一種可行的解決方案， 或者您可以考慮一下方案之一：
?改變過(guò)程，從而降低物體置于秤上時(shí)產(chǎn)生的撞擊荷載。
?切割或壓式物料以減小料塊大小。
?在秤臺(tái)上添加一些雜物。
?使用減震物料，如防震墊/減振墊、螺旋彈簧、鐵路枕木或者致密砂巖來(lái)抑制沖擊力。

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