衡器基础知识培训教材编写单位:技术质量部编写日期:二〇一一年五月目录第一节衡器的基本知识第二节电子衡器基础第三节电子汽车衡第四节静态电子轨道衡第五节动态电子轨道衡第六节电子皮带秤第七节其它衡器第一节衡器的计量特性衡器:利用胡克定律或力的杠杆平衡原理测定物体质量的器具。
1 衡器的计量特性1.1 灵敏度(mv/V)衡器的灵敏度是指衡器对被测质量的灵敏程度。
对于给定的被测质量，衡器的灵敏度K用于被观察量L的变化量?L与被测质量m的变化量?m之比来表示。
K=?L/?mK越大表示灵敏度越高。
1.2 鉴别力衡器的鉴别力是指衡器对负载微小变化的反应能力，即引起衡器示值发生可察觉变化的被测负荷的最小变化值。
1.3 重复性在相对恒定的试验条件下，以实际一致的方式把同一负荷多次地施加衡器上时，衡器提供相互一致的能力。
1.4 耐久力在规定的使用期间内使衡器保持工作特性的能力。
衡器的耐久性是衡器保证长期使用的一项重要指标，它是依靠长时间的统计得到的，是直接反映一台衡器质量好坏的重要依据。
1.5稳定性是指已经平衡的衡器受到外力扰动，离开平衡位置后，能自动恢复到原来平衡位置的能力。
2 衡器的计量特征衡器的计量特征参数主要包括最大称量、最小称量、最大安全载荷、实际分度值、检定分度值和检定分度数。
2.1 最大称量指不计算添加皮重在内的最大称量能力，用Emax表示。
2.2 最小称量指载荷小于该值时，称量结果可能产生过大的相对误差，用Emin表示。
衡器最小称量与最大称量之间的范围称为衡器的称量范围，简称称量范围。
2.3 实际分度值指以质量为单位表示的下述数值:(1) 对模拟示值，系指相邻两个刻度对应值之差。
(2) 对数字示值，系指相邻两个示值之差。
实际分度值用d表示，国家标准规定衡器的设计实际分度值必须满足1×kkk10kg，2×10kg、5×10kg的形式，其中k为正整数、负整数或零。
2.4检定分度值是指对秤分级和检定时使用的，以质量单位表示的值，用e表示。
2.5 检定分度数是指最大称量与检定分度值之商，用n表示。
n=Emax/e2.6 秤的误差(1)示值误差:秤的示值与质量约定真值之差。
示值误差用绝对误差表示。
(2)基本误差:秤在标准条件下的误差，这里的标准条件是指该秤在计量检定时检定规程中规定的检定条件。
(3)初始基本误差:秤的性能测试和量程稳定度测试之前确定的基本误差。
(4)最大允许误差:秤处于标准位置空载为〇时，其示值与标准砝码约定真值之间，为技术法规所允许的正或负的最大差值。
最大允许误差就是我们通常所说的允许误差，允许误差即可以用绝对误差表示，也可以用相对误差表示。
3、衡器的分类衡器:是利用胡克定律或力的杠杆平衡原理测定物体质量的。
衡器的分类都是依据衡器某一特征而分类的，特征不同，分类方法也不同。
3.1按结构原理分类:杠杆秤、弹簧秤、摆锤秤、机电结合秤、电子秤。
3.2按衡量方法分类:自动衡器:不需要操作者的干预，而是按照预先确定了的自动处理程序进行称量的衡器。
如动态轨道衡、电子皮带秤、过程控制工艺秤。
非自动衡器:在称量过程中,需要由人来操作的衡器.非自动衡器有自行指示的、半自行指示的、非自行指示的.3.3按准确度等级分类:?.自动衡器，根据称量值的相对误差,其准确度等级划分为:(0.2)、(0.5)、(1.0)、(2.0)四个等级。
?.非自动衡器，根据检定分度值(e)、检定分度数(n)、最小称量(Min) 将准确度等级划分为特种准确度级、高准确度级、中准确度级、普通准确度级四个等级，它们的符号分别为?、?、?、?。
、砝码 4砝码是质量单位的体现，它具有确定的质量和一定的形状，用来测定其它物体得质量，检定各种天平和秤。
4.1 质量量值传递为了统一质量量值，必须有质量计量单位和体现这个质量单位的基准器，质量计量单位根据SI制采用千克质量，一千克质量是保存在法国巴黎国际计量局(BIPM)的用铂铱合金制成的国际千克原器来体现的。
1965年，我国从国际计量局引进了两个千克铂铱合金(NO:80、NO:61)砝码，作为我国质量单位的标准器，现保存在中国计量科学研究院内，它的精度为?0.004mg。
4.2 砝码的分类砝码按其是否有修正值分为两大类，有修正值的砝码分为一、二等，无修正值的砝码分为1、2、3、4、5、5、6、67级(E、E、F、F、M、M、M、M、11、1212112223M级)。
一等砝码采用真空质量值，二等砝码以及1~7级砝码一般采用折算质量33值。
砝码的折算质量就是一个实际砝码与材料密度为8.0g/cm的假象砝码在空3气密度为0.0012g/ cm的条件下相互平衡，后者的真空质量就称为前者的折算3质量值，其中8.0g/cm称为砝码的统一约定密度。
4.3 我国计量器具检定系统质量计量器具检定是一项比较复杂的精密的工作，各个国家所采用的传递路线和方法也不相同，各国都用各自的规定。
我国质量计量器具检定系统为:质量计量基准器具?质量计量标准器具?质量工作计量器具。
第二节电子衡器基础1 电子衡器的组成测定物体质量的电子衡器均由以下几个部分组成1.1 承重、传力复位系统它是被测物体与转换元件之间的机械传力复位系统，又称为电子衡器的秤体。
包括接受被测物体载荷的承载装置(秤台、秤钩、秤斗、秤架)，传力结构与限位减振结构等。
它的作用是将被测物体的质量完整地传递给称重传感器的机械系统。
1.2 称重传感器称重传感器是将非电量(重量)转换成电量的元件。
它是把承重装置传递的物体重量转换为电量输出的元件，其输出的电量与重量之间一般呈线性关系，因此是一种重量信息的转换器。
它们借助于转换元件，接受重量信息，并按一定规律转换成便于测量的物体量(通常是电量)。
转换元件是称重传感器最基本的重要组成部分。
目前在电子称重领域中使用的传感器主要有:电阻应变式、差动变压器式、电容式、压磁式、压电式、振磁式以及陀螺式等。
在现代化电子称重装置中除特殊用途外，一般均采用电阻应变式传感器(西昌公司的大型电子衡器也均采用电阻应变式传感器)。
电阻应变式称重传感器主要是将电阻应变片粘贴在金属弹性元件上，当弹性元件受力发生变形时，电阻应变片将该应变量转换为电阻值的变化，从而测得被测力的大小。
1.3 称量装置(测量显示和数据输出)处理称重传感器输出信号的电子器件(指模拟传感器:包括放大器、模数转换、电源、微处理器芯片、补偿元件和保护电路)和指示记录部件(如显示、打印和数据传输等)，通常称为测量仪表、二次仪表、称重显示仪，在数字式的测量电路中，包括前置放大、滤波、运算、计数、控制、显示等环节。
在先进的电子秤中已将微处理器或小型计算机系统作为测量和显示部件，使电子衡器能完成无人操作、自动识别等更复杂的功能，因此要求测量电路应具有高的信噪比和足够的增益以及尽可能小的失真。
1.4电子衡器的工作原理当被称物体放置在秤体的秤台上时，其重量通过秤体传递到称重传感器，传感器随之产生力—电效应，将物体的重量转换成与被称物体重量成一定函数关系(一般成正比例关系)的电信号(电压或电流)。
该信号传输到称重数显仪表(或系统后)，经放大、滤波、模数转换等环节转换成数字量，经标准砝码检定后，由显示器以数字方式将物体的质量显示出来，实现对被称物体的称量。
1.5称重显示控制仪表称重显示器是指显示被称物体的质量，同时显示称重状态或对称重状态控制的一种仪器。
目前大多数称重显示器是通过测量电阻应变式称重传感器的输出电压来显示被称物体的重量值的。
一般电阻应变式称重传感器输出的电信号幅度较小，因此大多数仪表都要把传感器输出的电信号放大，处理后进行显示。
1.6电子汽车衡的型号规格电子汽车衡通常用:SCS-×××表示，其中:第一个S代表地上衡;C:代表传力结构—传感器;第二个S代表数字显示;后面的“×××”代表最大称量。
比如:SCS-80，表示80吨的电子汽车衡。
第三节电子汽车衡电子汽车衡由土建基础、机械结构、称重传感器和显示仪表及其附属设施组成。
根据其基础形成的不同，可分为深坑、浅坑和无基坑电子汽车衡三种。
电子汽车衡是利用称重传感器把被称车辆的重量转换成与其相应的电信号，通过显示仪表确定该物体的质量。
1电子汽车衡的构成SCS系列电子汽车衡主要由秤台、4,8个称重传感器、接线盒以及称重显示仪表组成系统，还可以选配打印机、大屏显示器、计算机和稳压电源等外部设备。
1.1机械结构电子汽车衡的机械结构一般包括称重台面、承载传力装置、限位装置等三部分。
各部分的作用如下:称重台面主要用来承受载荷，应有足够的刚度和强度;承载传力装置的作用是将称重台面上的载荷重量准确地传递给称重传感器;限位装置主要用来防止称重台面发生位移。
1.2称重传感器电子汽车衡一般采用电阻应变式称重传感器。
称重传感器是将非电量(重量)转换成电量的元件。
它是把承重装置传递的物体重量转换为电量输出的元件，其输出的电量与重量之间一般呈线性关系，因此是一种重量信息的转换器。
它们借助于转换元件，接受重量信息，并按一定规律转换成便于测量的物体量(通常是电量)。
转换元件是称重传感器最基本的重要组成部分。
1.3称重显示控制仪表称重显示器是指显示被称物体的质量，同时显示称重状态或对称重状态控制的一种仪器。
目前大多数称重显示器是通过测量电阻应变式称重传感器的输出电压来显示被称物体的重量值的。
一般电阻应变式称重传感器输出的电信号幅度较小，因此大多数仪表都要把传感器输出的电信号放大，处理后进行显示。
1.4电子汽车衡的工作原理被称重物或载重汽车置于秤台上，在重力的作业下，秤台将重力传递至称重传感器，使传称重感器的弹性体变形，粘贴于弹性体应变梁上的应变计桥路失去平衡，输出与质量值成正比例的电信号，经线性放大器将信号放大，然后经A/D转换为数字信号，由微处理器对质量信号进行处理后直接显示质量值。
1.5电子汽车衡的检定电子汽车衡的检定依据检定规程JJG539—1997《数字指示秤》进行。
1.5.1称量范围从最小秤量到最大秤量。
1.5.2基本参数电子汽车衡的准确度等级分为中准确度级和普通准确度级。
检定分度值与实际分度值相等，即:e=d。
1.5.3鉴别力处于平衡的电子汽车衡上，轻缓地放上或取下等于1.4d的砝码，此时原来的示值改变。
1.5.4允许误差电子汽车衡的最大允许误差如表1-2所示。
表1-1与准确度等级有关的检定分度值、检定分度数和最小称量准确度等级检定分度值e 检定分度数n=max/e 最小称量min最小最大中准确度级 e?5g? 500 10 000 20e 普通准确度级 e?5g 100 1000 10e表1-2最大允许误差最大允许误差 m(以检定分度值e表示)中准确度级普通准确度级 ?0.5e 0?m?500 0?m?50 ?1.0e 500,m?2 00050,m?200 ?1.5e 2000,m?10 000 200,m?1000使用中检验的最大允许误差，是首次检定最大允许误差的两倍。
