稱重模塊稱重系統(tǒng)性能
精確度、分辨率以及可重復(fù)性是衡量一個(gè)稱重系統(tǒng)性能的基本概念。精確度指的是秤儀表上的讀數(shù)與秤上放置的實(shí)際重量的接近程度。秤的精確度通常根據(jù)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量，比如 NIST 認(rèn)證的校驗(yàn)砝碼。
分辨率指的是數(shù)字秤能夠檢測(cè)到的小的重量變化。分辨率根據(jù)增量大小進(jìn)行衡量，取決于稱重傳感器和數(shù)字儀表的功能。數(shù)字重量?jī)x表可能能夠顯示非常小的增量，比如 0.01 磅 [5 克]；但是這并不表
示系統(tǒng)的精確度達(dá) 0.01 磅 [5 克]。
圖 3-1 有助于您區(qū)分精確度和分辨率。即使儀表的分辨率為 0.01 磅 [0.005 千克]，重量度數(shù)的精確度也
不能達(dá)到 0.32 磅 [0.145 千克]。分辨率取決于儀表的電子電路?，F(xiàn)在的許多工業(yè)儀表都可以都可以將稱
重傳感器信號(hào)分為 1,000,000 個(gè)刻度，并且實(shí)際可以顯示 100,000 個(gè)刻度。顯示的分辨率取決于儀表的分配方式。但是顯示增量的大小不能使秤精確到該增量。
梅特勒-托利多有多少個(gè)稱重模塊？
可重復(fù)性指的是當(dāng)在秤上放置相同的重量時(shí)，稱能夠顯示相同的重量讀數(shù)。這在配料和填料應(yīng)用中尤
為重要，每一批都需要相同量的物料?？芍貜?fù)性和精確度是緊密相關(guān)的。您所擁有的系統(tǒng)可重復(fù)，卻
未必準(zhǔn)確；但是系統(tǒng)只有在可重復(fù)的情況下才能準(zhǔn)確。
以下因素會(huì)影響稱重模塊稱重系統(tǒng)的精確度和可重復(fù)性。稍候本手冊(cè)對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。
?環(huán)境因素：風(fēng)力、地震力、溫度、振動(dòng)
?稱重模塊系統(tǒng)支撐結(jié)構(gòu)
?料罐和容器設(shè)計(jì)
?管路設(shè)計(jì)（活動(dòng)至固定連接）
?稱重傳感器和終端的質(zhì)量
?稱重傳感器總量程
?校準(zhǔn)
?操作 / 裝運(yùn)因素

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(jiǎn)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(duì)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(lái)容納料罐。料罐周圍可
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。
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(guò)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(méi)有經(jīng)過(guò)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(wú)誤。這通常是由對(duì)秤進(jìn)行電子校準(zhǔn)時(shí)發(fā)生的誤差所致， 可以通過(guò)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(wú)法正確讀數(shù)（請(qǐng)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(duì)于同一施加載荷的秤讀數(shù)的大差異，一個(gè)讀數(shù)通過(guò)從零增加負(fù)載得出，另外一個(gè)通過(guò)
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(guò)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(guò)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(lái)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)。可重復(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。
稱重模塊是一種稱量設(shè)備，它包含一個(gè)稱重傳感器，以及將稱重傳感器連接至平臺(tái)、輸送皮帶、料罐、料斗、容器或者任何組成秤體的物體所*的安裝硬件。通常情況下要用三到四個(gè)稱重模塊才能完全支撐物體的總重量。這樣就能有效地將物體轉(zhuǎn)變成秤體。一個(gè)稱重模塊系統(tǒng)必須能夠 提供準(zhǔn)確的稱重?cái)?shù)據(jù)，并且能夠安全支撐物體。
稱重模塊分為兩種基本類型：壓式型和拉式型。
壓式稱重模塊
壓式稱重模塊適用于大多數(shù)的稱重應(yīng)用。這些模塊可以直接安裝到地面、結(jié)構(gòu)底座或橫梁上。料罐或其它物體安裝在稱重模塊的頂部。
一個(gè)典型的壓式稱重模塊。它由稱重傳感器、頂板（承受載荷）、負(fù)載銷（將載荷從頂板傳至稱重傳感器）以及底板（用螺栓固定至地面或者其它支撐表面）組成?？赡軙?huì)用壓緊螺栓來(lái)防止容器翻倒。至少需要三個(gè)稱重模塊組成三角形才能完全支撐一個(gè)秤體，4 個(gè)稱重模塊組成正方形或矩形的情況也很常見。
頂板
稱重傳感器
壓緊螺栓
底板
負(fù)載銷
拉式稱重模塊
拉式稱重模塊用于上方（比如從建筑的上部構(gòu)造或上層露面上）必須懸掛的料罐、料倉(cāng)或其它物體上形成秤體。
一個(gè)典型的拉式稱重模塊。它采用的是 S 形的稱重傳感器，兩端都有螺紋孔。兩端都旋入了球形桿端軸承，連接叉裝置通過(guò)螺紋桿連接至上部的結(jié)構(gòu)和下部的料罐。通常情況下要用三個(gè)或三個(gè)以上的稱重模塊才能完全支撐起秤體。
料罐和容器設(shè)計(jì)
將出現(xiàn)料罐秤的精確度會(huì)受到料罐本身設(shè)計(jì)的影響。應(yīng)設(shè)計(jì)新的料罐，保證其在物料重量作用下不會(huì)嚴(yán)重彎曲，并且不會(huì)在滿載或空載的情況下出現(xiàn)壓力失衡。如果您要將現(xiàn)有料罐轉(zhuǎn)至秤上，您可能需要修改料罐來(lái)滿足這些要求。
壓式秤的穩(wěn)定性
稱重模塊旨在將負(fù)載準(zhǔn)確移至稱重傳感器，同時(shí)避免發(fā)生上一部分中所述的不必要的作用力。
是從 Centerlign（一種典型壓式稱重模塊）頂板的簡(jiǎn)化橫截面圖。
頂板
搖桿銷
稱重傳感器
梅特勒托利多稱重模塊Centerlign 頂板的簡(jiǎn)化橫截面
它顯示的是置于搖桿銷上的頂板，是將載荷移至稱重傳感器的工具。搖桿銷的上表面為球面半徑，這就是說(shuō)頂板只有單點(diǎn)支撐，理論上應(yīng)為頂板的中心點(diǎn)。另外，稱重模塊必須具備允許頂板在發(fā)生熱膨脹和收縮時(shí)水平移動(dòng)的機(jī)制，這種情況下，搖桿銷經(jīng)過(guò) 5-7 次傾斜，使頂板的支撐點(diǎn)水平移開中心點(diǎn)位置。前述狀況有兩個(gè)重要后果：
1.無(wú)法向頂板施加力矩來(lái)防止其轉(zhuǎn)出水平面之外。
2.頂板會(huì)自然轉(zhuǎn)出水平面之外。即使從上方向頂板添加負(fù)載，下面的支撐點(diǎn)也會(huì)因?yàn)闊崤蛎?收縮輕微偏離中心，這樣就會(huì)產(chǎn)生多種轉(zhuǎn)動(dòng)頂板的可能。這一情形會(huì)因?yàn)楸厝坏闹圃旌桶惭b容差而加重。
這些點(diǎn)對(duì)所有稱重模塊都適用，并且對(duì)壓式秤的設(shè)計(jì)師有很多啟示：
?一個(gè)單獨(dú)的壓式稱重模塊無(wú)法支撐一個(gè)秤，至少需要三個(gè)稱重模塊。在平面圖中，稱重模塊不能在一條直線上，三個(gè)稱重模塊必須安排成三角形，四個(gè)則要安排成正方形或矩形等。
?作用于稱重心的垂直重力應(yīng)始終在支撐點(diǎn)規(guī)定的稱重模塊頂板上的水平面范圍內(nèi)；不得出這一范圍。換句話說(shuō)，在正常的稱重狀況下一定會(huì)對(duì)稱重模塊產(chǎn)生一些向下的作用力。不能過(guò)任何稱重模塊的額定量程，因?yàn)榭赡軙?huì)損壞稱重傳感器；理想狀況下重心應(yīng)在位置，這樣所有的稱重模塊才能平均負(fù)載。
?請(qǐng)參見圖 5-8，稱重模塊必須夾在堅(jiān)固的底座（下部）和堅(jiān)固的秤結(jié)構(gòu)（下部）之間，以確?；晚敯灞３衷谒矫鎯?nèi)。底座可以是混凝土，也可以是鋼結(jié)構(gòu)。秤結(jié)構(gòu)可為鋼質(zhì)平臺(tái)，也可為料罐、料斗等，增加稱重模塊頂板的堅(jiān)固性。如果料罐有支架，支架一定要牢固并且呈十字支撐，請(qǐng)參見下面的圖 5-15a 和 5-15b。
典型的秤配置（可看到 4 個(gè)稱重模塊中的 2 個(gè)）
?基板不能直接置于腳輪或車輪上，如圖 5-9 所示?？梢灾谱靼赋樱擒囕?腳輪與稱重模塊基板之間必須有堅(jiān)固的架構(gòu)。
稱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(guò)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。可以修改現(xiàn)有稱重平臺(tái)來(lái)支持壓式稱重模塊。這樣一來(lái)就會(huì)徹底轉(zhuǎn)變成電子秤。
要對(duì)傳輸系統(tǒng)中運(yùn)輸?shù)奈矬w進(jìn)行稱重，請(qǐng)將傳輸裝置的一部分安裝到稱重模塊上。由于物體在輸送機(jī)上進(jìn)行稱重時(shí)通常會(huì)移動(dòng)，因此這些應(yīng)用需要一個(gè)能夠承受高水平剪切力負(fù)載，同時(shí)仍可以稱出可復(fù)驗(yàn)的重量的稱重模塊。通過(guò)梅特勒-托利多自校正稱重模塊，傳輸裝置的稱重部分可以在承受水平剪切力負(fù)載時(shí)來(lái)回移動(dòng)，從而減輕震動(dòng)。但是稱重傳感器的自恢復(fù)懸掛裝置往往會(huì)使傳輸裝置返回“原”位置，以確保進(jìn)行可重復(fù)性稱重。
有很多臺(tái)秤可以作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，但是有時(shí)需要專門建造一個(gè)平臺(tái)來(lái)配合一個(gè)特定的應(yīng)用；這可能需要通過(guò)稱重模塊來(lái)完成，稱重模塊支撐的臺(tái)秤
機(jī)械秤轉(zhuǎn)換
可以通過(guò)兩種方式將舊的機(jī)械秤轉(zhuǎn)變成電子稱重。第一種方法是秤桿轉(zhuǎn)換。其中包括在添加 S 形元件拉式稱重模塊的同時(shí)保留現(xiàn)有的機(jī)械秤秤桿和稱重平臺(tái)。第二種方法就是換秤桿。其中包括 拆下秤桿，在現(xiàn)有稱重平臺(tái)下方添加壓式稱重模塊。
秤桿轉(zhuǎn)換
秤轉(zhuǎn)換可以保留機(jī)械秤的刻度盤，這樣既可以進(jìn)行電子稱重，也可以進(jìn)行機(jī)械稱重。在現(xiàn)有桿秤秤桿上插入 S 形元件拉式稱重模塊，置于刻度盤欄中?？潭葥鼙P端鎖定，這樣 S 形元件就可以感應(yīng)到從地磅中延伸出的橫桿施加的張力。為防止發(fā)生斷電或出現(xiàn)線路故障，操作人員可以為刻度盤解鎖，完全恢復(fù)機(jī)械操作。圖 2-6 顯示秤轉(zhuǎn)換。
如何確定秤轉(zhuǎn)換后稱重傳感器所需的量程（單位：磅 [千克]）：
?確定桿秤秤桿因平臺(tái)的固定負(fù)載所獲得的原始張力負(fù)載（單位：磅 [千克]）。
?確定現(xiàn)有秤的量程（單位：磅 [千克]）。
?確定秤桿系統(tǒng)的倍數(shù)。
將以上列出的變量插入下面的公式中： 稱重傳感器量程 = 初始張力負(fù)載 + 量程
倍數(shù)
得出的就是可以采用的絕對(duì)小稱重傳感器量程，用安全系數(shù)乘以該量程，這在第 7 章“拉式稱重模塊”中作出了進(jìn)一步講述。


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