设为首页 加入收藏

TOP

免砝码校准标定方法的探讨
2019-10-18 17:17:11 来源:http://www.scalesh.com 作者:http://www.scalesh.com 【 】 浏览:0次 评论:0

1 引言

承载器呈非常规形状衡器的校准标定,一直是困扰计量技术机构的一大难题。特别是在冶金行业中反映更为明显强烈,有很多难以用砝码校准标定的衡器。例如在十几米到几十米高的平台上的料罐秤,不仅砝码难以运送到位,斗、罐型承载器上也无法放置砝码,到了无法实施的地步,于是产生了免砝码校准标定的衡器问题。

上世纪九十年代末,我们由进行热工仪表温度测量系统的校准标定工作中得到启发,模仿其校准标定方式,对高位料仓下的料斗秤做免砝码校准标定。以解燃眉之急,满足了生产急需。

近年来,以数字传感器为核心的数字称重系统,使得免砝码校准标定方法,操作简便,准确度较以前有所提高。但遗憾的是,还难以得到用户(非计量检定人员)的普遍认可。为此,写出我们对免砝码校准标定方法的认知和实践,作为引玉之砖,期望与同行们共同探讨,促进免砝码校准标定方法的开展,发挥其应有的作用。

2 免砝码校准标定的可行性分析

计量检定工作人员都明白,测温仪表的测量信号流程,是温度传感器将温场中的热量变换成电信号(mv级),送至测温仪表显示输出温度值。衡器的称重信号流程,是称重传感器将物料的重力变换成电信号(mv级or脉冲数列),送至称重仪表显示输出称重量值。如图1所示。

图1 称重信号流程

图1 称重信号流程  下载原图

热工测温系统的校准标定方法,通常是采用将温度传感器离线,送到实验室里进行测试检定,且附检测数据的正式证书(报告)。对于测温显示仪表,到生产现场,依据所配置的,经测试检定的温度传感器数据,用电位差计(UJ36或UJ31)输入与温度对应的电信号给测温仪表,完成测温系统的校准标定。

称重和测温主要是采用两种不同的传感器,将两种不同的物理量(重量、热量)变换成电量后,进行一系列的处理,显示输出对应重量、热量的数值。比较称重和测温的信号流程,两者基本相同,没有什么本质性的区别。都是非电量变换成电量后,进行电量测量。

称重传感器也是经过相应等级的标准压力机,检测合格后出厂的。所以对于无法用砝码校准标定的衡器,模仿测温系统的校准标定方法,进行免砝码校准标定是可行的。

3 免砝码校准标定的必要条件

我们所提出的免砝码校准标定衡器的方法,主要是针对钢铁生产过程中使用的非贸易衡器,如钢包秤、料斗秤、料罐秤等难以或无法用砝码校准的衡器。但必须满足以下条件:

(1)免砝码校准标定,是衡器难以或无法用砝码校准标定,但又必须校准标定情况下的“无奈之举”。一般由用户主动提出要求之后实施。事前还需告知供、需双方,有关免砝码校准标定存在的利弊。在得到供、需双方,尤其是需方认可后,才进行为妥。这样可以规避检测单位自身的风险。

(2)由于免砝码校准标定,主要是依据称重传感器的工厂校准数据进行的。所以要求衡器所配置的称重传感器(称重模块),不仅必须有足够高的准确度(分度数必须大于等于衡器的分度数,即nLC≥n)而且必须具有很好的稳定性和可靠性。尤其还要附有技术参数齐全的,正式校准检测报告。

(3)因为免砝码校准标定,忽略了用砝码直接加载校准标定情况下,所包含的机械传力结构系统的误差。所以要求衡器的传力结构筒单,采用规范的连结组件,装物料的承载器直接安装在称重模块上,保证物料重量完全准确地传递给称重传感器。

(4)衡器的空载零点稳定。在校准标定前,至少通过三次加载、放空试验的现场检查确认。

4 免砝码校准标定方法简介

不管是模拟称重系统,还是数字称重系统,免砝码校准标定都应在衡器本身和安装质量优良的前提下进行。

(1)模拟传感器

主要是参照热工仪表采用的校准标定方法,在现场用数字电压表和电位差计完成秤的校准标定工作。

对于模拟称重传感器系统,尽量注意选用高精度等级的测量仪表和产生m V信号的仪器。

操作步骤如下:

1)检查确认的传力机构、限位装置、传感器是否符合要求且处于正常状态。

2)检查确认输入秤的基本参数Max、n、d等。

3)检查秤空载零点的稳定性。秤零点确定后,测量记录秤“0”点对应的m V信号值。

4)再根据秤的传感器容量、数量、输出灵敏度(多个传感器的平均值)、供桥电压值和秤最大称量值,由下式计算出Max对应的m V数值。考虑到接线和接线盒电阻网络,所引起的信号损耗衰减,在计算结果上增加万分之三左右。

式中:S———灵敏度系数;

V———桥压;

Max———秤最大称量;

C———传感器容量;

N———传感器个数。

5)将Max对应的m V值与秤“0”点对应的m V值之和,输入给仪表进行最大称量值标定。

6)有条件尽量做一下对比验证试验。

(2)数字传感器

以数字传感器为核心的数字称重系统,模拟量成为数字量,秤的仪表和传感器之间已不是模拟信号的连接,而是数字通讯。仪表接收的是传感器送出的数字信号(脉冲数列)。每只传感器具有各自的地址,仪表通过RS-485通信接口,可以直接获得每只传感器的原始输出信号。数字传感器在制造生产中已经用标准的测力机进行了标定,它的输出与标准值是对应的。数字信号传输基本上没有损耗,读出的值就是实际测量值,相对模拟称重系统简便准确。

数字称重系统的仪表都具有免砝码校准标定功能,只要进入调试校准状态,按免(砝码)校准标定功能键(cal FREE),进入免砝码校正界面。打开菜单,选中免砝码校准标定,按OK键,仪表会自动从数字传感器读取参数。根据使用说明书操作,就能十分方便地完成免砝码校准标定工作。当然衡器的机械结构系统要良好,符合上述必要条件,才能达到好效果。

5 免砝码校准标定存在的问题和建议

多年来,在有条件的情况下,我们尽量争取做,免砝码校准标定后的实物(砝码or大家公认的重量块)对比验证。结果是:

模拟称重系统,免砝码校准精度为0.5%~1.0%;

数字称重系统免砝码校准的校准精度为0.4%~0.1%;

最近对比验证二例如下:

例一:铜陵一台废钢秤

Max=60t、d=e=20kg、4只SLC820-50t数字称重传感器、IND570称重仪表

免砝码校准标定后,用已知重量(30t)的废钢锭,进行对比验证测试,其结果如表1所示:

表1     下载原表

表1

因生产不允许做更多次的测试,三次测量的重复性误差为零。

相对误差为:(30000-29980)÷30000=6.6×10-4即约为万分之七,优于千分之一。用户十分满意。

例二:选定马钢一台到检定周期的汽车衡(Max=100t、e=d=50kg、8只SLC820-50t数字称重传感器、IND880称重仪表),做免砝码校准标定的效果测试验证。在对汽车衡例行维保后,实施了免砝码校准标定。随后用检衡车和砝码,按照中准确度级秤要求,进行后续检定。其检定结果:偏载、重复性、称量测试误差均小于等于最大允许误差。

以上二例表明,只要自身品质和安装质量良好的数字称重衡器,免砝码校准标定精度能达到0.1%水平。

然而,我们所做的免砝码校准标定后的对比验证,仅是局限在能方便放置砝码(固定载荷)的衡器上。但可以放置砝码(固定载荷)的衡器,一般就不会采用免砝码校准标定。而需要用免砝码校准标定的衡器,又无法放置砝码(固定载荷)做免砝码校准标定后的对比验证。所以目前免砝码校准标定说服力还不够强,其有效性常遭到质疑,难以得到使用人员(非计量检定人员)的普遍认可,是最大的问题。

电子天平普遍使用的内码自动校准功能,类似衡器的免砝码校准标定。为什么容易得到认可和运用呢?显然是因为电子天平,可以随时方便地用砝码,进行对比验证。

衡器测量的是物料,用实物砝码进行校准标定,合理合法,天经地义。为了让用户看得见,摸得着,能直观看到免砝码校准标定的有效性。建议衡器生产厂家提供一台“演示秤”,专供现场免砝码校准标定后,进行砝码(几吨砝码可从当地借用)对比验证的演示之用。眼见为实,使大家亲眼看到免砝码校准标定的效果如何,其误差到底是多大!

6 结束语

多年来工作实践说明,免砝码校准标定,对于那些无法实施砝码校准标定的储罐、容器、料斗、料仓等场合所应用的衡器而言,是一种节省校准标定成本、性价比高的校准标定方法。随着外号为“大K”的国际千克实物原器退出历史舞台,千克将用普朗克常数h重新定义。势必会动摇了人们只相信衡器必须砝码(实物)校准标定的观念。我们应适时制定免砝码校准标定作业操作指导书,规范免砝码校准标定工作过程,保证校准标定工作的质量。各方共同努力,使其发挥应有的作用。

责任编辑:admin
】【打印繁体】【投稿】【收藏】 【推荐】【举报】【评论】 【关闭】 【返回顶部
分享到QQ空间
分享到: 
上一篇:没有了

最新文章

图片主题

热门文章

推荐文章

相关文章

广告位

安全联盟