本文針對電子稱重儀表檢測過程中出現(xiàn)的問題，進(jìn)行了分析，提出稱重儀 表輸入信號提法比輸入信號電壓合適，并對檢測稱重儀表使用的傳感器模擬器提出了要求，提出了制訂稱重儀表檢測規(guī)范的必要性。

—、概述

稱重儀表作為電子衡器的重要組成部分已廣 泛應(yīng)用于我國的各行各業(yè)，作為電子衡器的大腦 部件，其產(chǎn)品質(zhì)量和準(zhǔn)確性、可靠性已被越來越 引起重視，國家相關(guān)部門也加大了管理力度。

由于稱重儀表的特殊性，采用了一些比如六 線制、比例式電壓測量、零點(diǎn)跟蹤等的特殊技術(shù), 大大降低了稱重儀表的成本，提高了稱重儀表的 精度，進(jìn)而大幅度提高了衡器精度。

在產(chǎn)品生產(chǎn)檢驗(yàn)過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)年輕的技 術(shù)人員對稱重儀表的輸入信號的理解不是很準(zhǔn)確， 造成一些測量誤差或錯(cuò)誤，本文就稱重儀表的模 擬輸入信號和產(chǎn)品檢測中對模擬傳感器的要求進(jìn) 行討論，供商討。

二、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)概況

我國關(guān)于稱重顯示器的國家標(biāo)準(zhǔn)最早是由濟(jì) 南金鐘電子衡器股份有限公司的前身濟(jì)南衡器廠 于1987起草的GB 7724-87《稱重顯示控制器技術(shù) 條件》，到1999年，濟(jì)南金鐘電子衡器股份有限 公司根據(jù)0 IM L R76-1《非自動(dòng)衡器》（1992年 版對GB 7724-1987《稱重顯示控制器技術(shù)條件》 進(jìn)行了修訂，形成了國家標(biāo)準(zhǔn)GBA 7724-1999 《稱重顯示控制器》，該標(biāo)準(zhǔn)等效采用了 0IML R76-1《非自動(dòng)衡器》中對電子衡器的稱重顯示控 制器的技術(shù)要求和計(jì)量要求，又于2008年根據(jù) OIML R76-1《非自動(dòng)衡器》2006年版對GB/T 7724-1999《稱重顯示控制器》進(jìn)行了修訂，形成 了國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7724-2008《電子稱重儀表》，這 是目前執(zhí)行的版本。

OIML R76國際建議中關(guān)于稱重儀表模塊試驗(yàn) 的內(nèi)容很少，只是基本的計(jì)量要求和技術(shù)要求, 國家標(biāo)準(zhǔn)中對稱重儀表的檢測也提出了 一些基本 原則和要求，JJG 649-1990〈〈數(shù)字稱重顯示器試 行檢定規(guī)程》由于歷史原因也沒有進(jìn)行及時(shí)修 訂，同時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)也不相符，造成執(zhí)行的困難，至 今沒有形成一個(gè)權(quán)威和正式的檢測規(guī)范，這樣對各級計(jì)量檢測管理部門和企業(yè)對稱重儀表的檢測 造成了不少麻煩和困難，沒有一個(gè)統(tǒng)一的檢測規(guī) 范，易產(chǎn)生糾紛，目前在國際上比較權(quán)威的關(guān)于 稱重儀表的檢測僅可以參考WELMEC歐洲法制計(jì) 量協(xié)定2001年8月出版的W ELMEC2.1〈〈Guide for Testing Indicators》 （Non-automatic Weighing In- strumen該[《稱重顯示器試驗(yàn)指南》（非自動(dòng)衡 韓]。在此也呼吁國家有關(guān)部門盡快制訂出適合 我國的稱重儀表檢測的指南規(guī)范,以方便計(jì)量 檢測機(jī)構(gòu)和企業(yè)執(zhí)行。

三、關(guān)于稱重儀表輸入信號情況 查閱大量的產(chǎn)品資料、說明書以及一些標(biāo)準(zhǔn)， 對稱重儀表的輸入信號或信號范圍的描述單位基 本都是mV,儀表的靈敏度單位都是pV/d。

(-)在GB/T 7724-1999《稱重顯示控制器》 國家標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定的最高輸入靈敏度的單位就是 |jlV /d。

Q在GB/T 7724-2008《爾重儀表》國家標(biāo) 準(zhǔn)中，3.2.1實(shí)際分度值以質(zhì)量單位表示的兩個(gè)相 鄰示值的差值。在本標(biāo)準(zhǔn)中，也表示稱重儀表每 實(shí)際分度值對應(yīng)的輸入信號電壓。

(三在GBA 14250-2008《衡器術(shù)語》6.4.2 稱重指示器每個(gè)檢定分度值的最小輸入電壓中， 每個(gè)檢定分度值的信號Au按如下方法計(jì)算： AU=C/￡max.Uac.R/N .e

㈣在GBA 14250-2008《衡器術(shù)語》6.11 輸入電壓信號范圍是測量范圍信號電壓與靜載荷 信號電壓之和。

㈤WELMEC2.1《稱重顯示器試驗(yàn)指南非 自動(dòng)衡器》中關(guān)于最小檢定分度值要求制造廠家 應(yīng)規(guī)定檢定分度值VSI的最小值，這個(gè)值用 |jV/VS丨給出。（EN45501: 3.1.2 M‘ninum value of the verification scale interval. The manufacturer shall specify the m in mum value of the VSI. For an ind ica- tor using strain gauge measurement this value is given in jV/VSI)

六在JJG 649-1990《數(shù)字稱重顯示器試 行檢定規(guī)程》中15.1條規(guī)定采用直流標(biāo)準(zhǔn)電壓 源、電位差計(jì)或?qū)Ｓ眯盘柲M器作為檢定顯示器 的標(biāo)準(zhǔn)器。

從以上標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品說明書等資料似乎可以得 出這樣的結(jié)論，即稱重儀表的輸入信號是電壓， 只要保證了輸入電壓準(zhǔn)確就能保證儀表準(zhǔn)確，就 可以用電壓來檢測儀表，與檢測直流數(shù)字電壓表 似乎有相同之處。

以上結(jié)論是否正確，我們進(jìn)行一些分析。

四、關(guān)于稱重傳感器的信號輸出

稱重儀表接收的是稱重傳感器給出的信號, 且主要是指電阻應(yīng)變式稱重傳感器，稱重傳感器 的輸出是以稱重傳感器的輸出靈敏度表示，主流 是2mV/V或3mV/V,指標(biāo)稱值。

在GBA 5603-1985《負(fù)荷傳感器名詞術(shù)語》 中第32條靈敏度的定義是輸出增量與所加的負(fù)荷 增量之比，又稱傳感器系數(shù)。注：應(yīng)變式傳感 器通常用每輸入1V電壓時(shí)額定輸出的mV威jV) 數(shù)表示mV/V)。

在GB/T 7551-2008《稱重傳感器》中3.4.13 條靈敏度定義為稱重傳感器響應(yīng)輸出）的變化 與相應(yīng)激勵(lì)施加的載荷的變化之比。

在GB/T 14250-2008《衡器術(shù)語》中6.4.1條 稱重傳感器額定輸出是指稱重傳感器在額定載荷 下響應(yīng)輸出的變化對相應(yīng)的激勵(lì)變化的比。

從以上標(biāo)準(zhǔn)可以看出，關(guān)于稱重傳感器的輸 出名稱不完全相同，定義也不易理解，現(xiàn)在關(guān)于 稱重傳感器輸出比較常用的名詞是靈敏度，對于 額定載荷10t靈敏度是2mV/V的稱重傳感器，比 較通俗的理解就是當(dāng)稱重傳感器承受10t的額定載 荷時(shí)，在稱重傳感器施加1V的激勵(lì)電壓，則稱重 傳感器的輸出是2mV,若施加10V的激勵(lì)電壓， 則稱重傳感器的輸出是20mV,以此類推；同理, 當(dāng)此傳感器施加5t的載荷時(shí)，在稱重傳感器施加 1V的激勵(lì)電壓，則稱重傳感器的輸出是1mV。

從以上分析可以看出，稱重傳感器的根本輸 出單位是mV/V,而不是mV,這也是稱重傳感器 不同于其他一些傳感器的參數(shù)之一。

五、關(guān)于傳感器模擬器

為了方便檢測稱重儀表，各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可以使用傳感器模擬器對儀表進(jìn)行檢測，同時(shí)提出了對模擬器的基本要求。

在GB/T 7724-2008《電子稱重儀表》國家標(biāo) 準(zhǔn)中3.4條傳感器模擬器的定義是模擬稱重傳感器 標(biāo)準(zhǔn)的輸出信號的一種裝置，可用來檢驗(yàn)稱重儀表 的某些計(jì)量特性。模擬應(yīng)變式稱重傳感器的傳感器 模擬器，其輸出電壓應(yīng)等于激勵(lì)電壓V與給定 的傳感器輸出mv/v的乘積。模擬數(shù)字稱重傳 感器的數(shù)字傳感器模擬器可按給定重量值輸出相應(yīng) 的數(shù)字信號。

在7.3.1.7條傳感器模擬器中規(guī)定“模擬器應(yīng) 按ETU激勵(lì)電壓校準(zhǔn)AC激勵(lì)電壓也就是AC校 準(zhǔn)。校準(zhǔn)后量程的準(zhǔn)確度誤差應(yīng)小于0.1% ”

在WELMEC2.1〈〈稱重顯示器試驗(yàn)指南（非自 動(dòng)衡韓》4.6條模擬器規(guī)定“模擬器應(yīng)適合于檢 測顯示器。模擬器應(yīng)進(jìn)行顯示器激勵(lì)電壓校準(zhǔn) (AC激勵(lì)電壓也就是AC校準(zhǔn)。（4.6 Smulator The sm u lator shou Id be su itab le for the ind icator. The simulator shall be calibrated for the used excitation voltage of the ind icator AC excitation voltage means also AC calibration))

從以上標(biāo)準(zhǔn)可以看出，稱重傳感器的模擬器輸 出靈敏度必須是與稱重傳感器的輸出形式相 同，其單位也應(yīng)是mV/V,且應(yīng)滿足稱重儀表的要 求并適合用于檢測稱重儀表。

因此，直接采用直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源作為稱重傳感 器的信號源是不合適的。

六、稱重儀表輸入信號分析 稱重儀表的信號來源是稱重傳感器，因此稱重 儀表必須滿足稱重傳感器的要求，稱重儀表與稱重 傳感器的連接線至少4根且有激勵(lì)，而電壓表只需 要2根線，沒有激勵(lì)，這就是稱重儀表與直流電壓 表輸入的不同之處。

借用WELMEC2.1《稱重顯示器試驗(yàn)指南（非 自動(dòng)衡器》中的例子，傳感器的靈敏感為2mV/V: 激勵(lì)電壓為10V ；傳感器加載范圍是最大量程的 30% ；檢定分度數(shù)為6000VSI;則通過公式計(jì)算(2 [mF/V] .10 V] .30% ) /6000 VSI = 1 ixV/VSI 可得 每檢定分度的電壓值為W即1fiV/VSl ,也可 以說稱重儀表的靈敏度是1/xV/d。

知道或廠家提供了儀表的靈敏度，簡單地通過 計(jì)算或檢測儀表的輸入信號電壓保持一致是否可以 檢測稱重儀表的準(zhǔn)確度昵？非也，除非能保證稱重 儀表的激勵(lì)電壓為標(biāo)準(zhǔn)10V。

對于用于檢測儀表的標(biāo)準(zhǔn)器使用的模擬器的輸 出靈敏度可以是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號例2mV/V,但是 稱重儀表輸出的激勵(lì)電壓卻不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，以上 例子中的激勵(lì)電壓10V,可以是一個(gè)標(biāo)稱值，但實(shí) 際是有偏差的，每塊儀表可能都不相同，可能是 9.9V,也可能是9.8V,它是不一樣的，有偏差的, 激勵(lì)電壓不同，計(jì)算得到的儀表靈敏度就不同指 以|xV/d為單位而言,這可能也是標(biāo)準(zhǔn)中所說的 “模擬器應(yīng)進(jìn)行顯示器激勵(lì)電壓校準(zhǔn)”的原因。

如果我們改變一下例子中的計(jì)算公式，改為2 mV/V] .30% ) /6000 VSI = 0.1 /xV/V/VSI,即變?yōu)?/span> 每個(gè)檢定分度值的輸入信號是0.1 |xV/V,而不是輸 入電壓1 |XV,這樣可以去掉稱重儀表激勵(lì)電壓不 同的影響。

在一個(gè)衡器系統(tǒng)中，保持系統(tǒng)精度的信號單位 應(yīng)是mV/V,而不是mV,也就是說對已標(biāo)定后的 儀表來說，只要保證稱重儀表輸入信號的準(zhǔn)確，不 管儀表激勵(lì)電壓是否變化，都可保證衡器的準(zhǔn)確, 這也是稱重儀表與電壓表的差異和不同。

在2010年01期《衡器》發(fā)表的《一種免加載校準(zhǔn) 方法》中所使用的原則也是這個(gè)道理，這也是為什 么要同時(shí)測量模擬器的激勵(lì)電壓和輸出，從而保證 輸入儀表信號以mV/V為單位的一致，從而保證系 統(tǒng)精度的原因，這也與稱重傳感器的輸出靈敏度的 單位一致。

因此，在衡器系統(tǒng)中，關(guān)于稱重儀表的輸入以 輸入信號表示要比輸入信號電壓合適，表示單位以 mV/V表示比mV合適，稱重儀表的最高靈敏度以 單位|xV/V/VSI表示比以單位|xV/VSI表示更貼切。

從以上分析可以看出，稱重儀表的檢測或標(biāo)準(zhǔn) 中，自然不自然地、或多或少地受到了直流電壓表 的標(biāo)準(zhǔn)和檢測規(guī)范的影響。

七、結(jié)束語

通過以上分析，可以得出稱重儀表的真正輸入 信號單位是mV/V,而不是輸入信號電壓（單位 mV ,因此在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中稱輸入信號比稱輸入信號 電壓要合適、貼切，不易引起誤解。同時(shí)，國內(nèi)還 沒有一部與時(shí)俱進(jìn)的可行的關(guān)于稱重儀表檢測的規(guī) 范或規(guī)程，建議國家相關(guān)部門盡快制訂，以利稱重儀表的健康發(fā)展。不當(dāng)之處請批評指正。