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 稱重顯示器( 以下簡(jiǎn)稱“ 顯示器” ) 猶如電子衡器的頭腦, 它接收、 加工、 處理稱重傳感器( 以下簡(jiǎn)稱“ 傳感器” ) 輸出信號(hào), 不僅能把被稱物的質(zhì)量以數(shù)字形式準(zhǔn)確地表達(dá)出來, 而且能完成置零、 去皮、 零點(diǎn)跟蹤、 自檢校驗(yàn)等功能。時(shí)下, 絕大多數(shù)顯示器以普遍應(yīng)用的電阻應(yīng)變式傳感器為服務(wù)對(duì)象, 取自傳感器的電壓信號(hào), 經(jīng)過放大濾波、 A/D 轉(zhuǎn)換、 運(yùn)算求值等環(huán)節(jié), 最終給出結(jié)果。
顯示器的檢測(cè)方法早期主要有電壓源法、 電位差計(jì)法、 傳感器法。前兩種方法的最大問題是將顯示器整機(jī)“ 電壓比” 技術(shù)拋棄一邊, 人為硬性分項(xiàng)檢測(cè), 然后再作綜合, 此方法陳舊落后。傳感器法存在準(zhǔn)確度低, 配套力源不便攜帶等不足。

鑒于電壓源法、電位差計(jì)法和傳感器法的上述不足,產(chǎn)生了高精密校驗(yàn)器法(以下簡(jiǎn)稱“ 檢驗(yàn)器法” 或者“ 模擬器法” )。 國際有關(guān)計(jì)量組織對(duì)此方法給予了充分肯定和推薦, 美國、 日本、 歐盟等先后實(shí)施, 獲得了很好的效果。 我國近年來在一些地區(qū)和部門作了實(shí)踐應(yīng)用, 反映良好。

校驗(yàn)器的輸入、 輸出端直接與顯示器輸出、 輸入端相連, 中間沒有傳遞環(huán)節(jié), 只要輕輕撥動(dòng)校驗(yàn)器的有關(guān)旋鈕, 就能完成顯示器各種性能參數(shù)和控制功能的檢測(cè)工作。

一、 檢驗(yàn)器的基本特征

1. 工作參數(shù)等效: 檢驗(yàn)器由專門設(shè)計(jì)電阻網(wǎng)絡(luò)代替了傳感器電阻應(yīng)變式橋路, 兩者的輸入電阻、 輸出電阻,回路狀態(tài)等效一致, 保持了檢測(cè)和使用情況相符合。

2. 誤差小, 不僅能滿足三、 四級(jí)秤的顯示器的全部檢測(cè)要求, 而且能涵蓋部分二級(jí)秤顯示器的檢測(cè)要求。

3. 時(shí)漂小、 溫漂小、 穩(wěn)定性好。

4. 噪聲低、 步進(jìn)值小、 量程寬等。

二、 檢驗(yàn)器的主要技術(shù)指標(biāo)

1. 輸入電壓范圍( 5～ 20 ) V ( DC 激勵(lì));

2. 測(cè)量范圍( 1～ 4 ) mV/V , 分為 6擋;

3. 置零范圍 0.1FS ;

4. 校準(zhǔn)范圍 ≥3%FS ;

5. 稱量范圍 (0.1～ 1.1)FS 分 11擋;

6. 步進(jìn)率及范圍 1× 10 -5 FS× 20 ;

7. 重復(fù)性、 非線性 ≤1× 10 -5 FS ;

8. 溫度系數(shù) ≤3× 10 -6 FS/℃(0～ 40℃) 。

稱重顯示器,顯示器,傳感器 稱重顯示器,顯示器,傳感器

三、 校驗(yàn)器應(yīng)用舉例

1. 非自動(dòng)平衡器顯示器的檢測(cè)

不論三級(jí)、 四級(jí)顯示器還是部分二級(jí)顯示器, 均能用校驗(yàn)器進(jìn)行檢測(cè)。例如確定最小檢定分度值、 最大檢定分度數(shù)、 最大誤差、 非線性、 重復(fù)性、 時(shí)漂、 溫漂、 供電源脈沖串干擾、 高頻電磁場(chǎng)輻射等技術(shù)數(shù)據(jù); 又如確定置零、 去皮、 零點(diǎn)跟蹤等控制功能誤差。可以說, 顯示器的所有項(xiàng)目試驗(yàn)和檢測(cè), 幾乎都離不開檢驗(yàn)器。

2. 動(dòng)態(tài)或自動(dòng)衡器顯示器的檢測(cè)

不少廠家或公司爭(zhēng)先恐后地推出有關(guān)顯示器, 例如動(dòng)態(tài)汽車衡料斗秤和吊秤的顯示器等, 它們所給的技術(shù)參數(shù)五花八門, 有的是 A/D 轉(zhuǎn)換速率、 有的是采樣或顯示時(shí)間、 有的是被稱物停留時(shí)間等。其做法存在一定弊端,即確切有效的稱量可采用結(jié)果, 需要與實(shí)際衡器組合試驗(yàn)后才有定論, 而這種依賴于組合試驗(yàn)的做法也存在弊端。解決的方法: 第一步是抓好顯示器、 傳感器、 秤件等檢測(cè)工作, 搞清它們的時(shí)域和頻域特性。第二步是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析研究, 找出規(guī)律, 用以指導(dǎo)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、 規(guī)范的制定, 促進(jìn)動(dòng)態(tài)或自動(dòng)衡器的發(fā)展。

依照這種想法, 我們嘗試將檢驗(yàn)器與時(shí)間控制器、信號(hào)發(fā)生器組合在一起, 對(duì)一快速顯示器作了測(cè)試。

時(shí)間控制器用來控制顯示器輸入信號(hào)持續(xù)時(shí)間 t d等, 信號(hào)發(fā)生器用來產(chǎn)生正弦、 脈沖、 三角等波形信號(hào)。其輸出頻率、 幅值都可以調(diào)整。 接入電阻 R 4 、 R 5 , 主要是隔離或減小信號(hào)發(fā)生器對(duì)校驗(yàn)器的影響, 要求 R 4 =R 5 ≥100R 0 , R 0 為校驗(yàn)器輸出電阻( 350Ω ) 。顯示器滿度為5000 , 輸入電壓信號(hào)為 10mV , 分度值為 2μ V 。測(cè)試分以下三種情況, 其結(jié)果可供讀者參考。

( 1 )信號(hào)發(fā)生器無輸出, 校驗(yàn)器輸出 10mV 。當(dāng) t d 不同時(shí), 觀測(cè)顯示器值變化。試驗(yàn)結(jié)果表明: 示值變化, 相對(duì)誤差 γ 主要取決于 t d 。例如 t d =5ms , γ 約 4% ; t d =20ms , γ 約 1% 。

( 2 )校驗(yàn)器輸出 10mV , 信號(hào)發(fā)生器輸出 2mV 。 當(dāng)正弦頻率 f 不同時(shí), 觀測(cè)變化相對(duì)誤差 γ 主要取決于頻率變化(例如 f=2Hz ), γ 約 5% ; t d =5Hz , γ約 1% 。

( 3 ) 校驗(yàn)器輸出 10mV , 信號(hào)發(fā)生器輸出 2mV, 當(dāng)t d 、 f不同時(shí), 觀測(cè)顯示器示值變化。試驗(yàn)結(jié)果表明: 示值變化相對(duì)誤差 γ 取決于兩者綜合影響, 近似于“ 方和根” 。例如t d =5ms , f=2Hz , γ 約 6% ; t d =20ms , f=5Hz , γ 約 1.6% 。

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