稱重指示器鼓勵反應功用的評論

稱重指示器鼓勵反應功用的評論
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【摘 要】 這篇文章評論了稱重指示器鼓勵反應功用的需求及測驗辦法，對關(guan) 聯規範的有關(guan) 需求和測驗辦法提出了修正意見。
【關(guan) 鍵字】 稱重指示器；鼓勵反應；信號電纜長度
導言
GB/T 23111-2008《非主動衡器》同等選用OIML R76-2006《非主動衡器》，比較於(yu) 前一版的OIML R76，新版本引進了模塊的概念，並因此引出了用不一樣生產(chan) 商製作的稱重傳(chuan) 感器、稱重指示器等模塊能否組成合格衡器的疑問。為(wei) 處理該疑問，R76-2006的3.10.2.3條對非主動衡器提出了兼容性的需求，並在附錄F中規則了對稱重指示器的兼容性的檢測辦法。R76附錄F中對稱重指示器規則了為(wei) 斷定zui大信號電纜長度而需求進行的鼓勵主動抵償(chang) 功用（即鼓勵反應功用，或稱長線主動抵償(chang) 功用）的測驗辦法。R76-2006中關(guan) 於(yu) 稱重指示器的內(nei) 容吸收了WELMEC 2.1《稱重指示器實驗攻略（非主動衡器）》中的思維，因此這篇文章中咱們(men) 從(cong) WELMEC 2.1《稱重指示器實驗攻略（非主動衡器）》開端評論這個(ge) 論題。
1 疑問的提出
R76將非主動衡器的zui大允差按差錯分配係數Pi分配給組成衡器的各個(ge) 模塊，並要滿意下式的需求：
P12 +P2 2+P3 2+… ≤ 1
銜接稱重指示器與(yu) 稱重傳(chuan) 感器的信號電纜也會(hui) 引進差錯。R76將該差錯合並在分配給稱重指示器的差錯中。信號電纜導致稱重差錯的首要要素是阻抗，關(guan) 於(yu) 一般的直流鼓勵的稱重外表即是電纜的直流電阻。穩定溫度下信號電纜電阻導致的差錯在標定進程中就主動校對了，而環境溫度改動導致的電纜電阻改動將能夠導致衡器運用中的稱量差錯。R76和WELMEC 2.1以為(wei) 該差錯是斷定信號電纜長度的決(jue) 定要素。
2 WELMEC 2.1《稱重指示器實驗攻略（非主動衡器）》的測驗辦法
WELMEC是歐盟成員國法定計量組織與(yu) EFTA之間的一個(ge) 協議。WELMEC 2.1《稱重指示器實驗攻略（非主動衡器）》是一個(ge) 引薦性的攻略[1]，但它的首要思路已體(ti) 現在R76-2006中。WELMEC 2.1的附錄5“稱重傳(chuan) 感器接口的實驗”具體(ti) 介紹了斷定zui大電纜長度的實驗辦法。其斷定電纜電阻發生的zui大答應差錯E纜用下圖表明：
圖1 分配給信號電纜的zui大答應差錯
上圖中，ES為(wei) 稱重指示器在工作溫度上限和工作溫度下*程改動量的一半。
WELMEC 2.1以為(wei) 電纜導致衡器的差錯是因為(wei) 電纜電阻的改動影響到了稱重傳(chuan) 感器的鼓勵電壓，然後發生了差錯，並由此推導了核算公式和測驗辦法。
圖2 WELMEC 2.1測驗傳(chuan) 感器接口的原理圖
WELMEC 2.1的實驗辦法是：先按稱重外表答應銜接的傳(chuan) 感器個(ge) 數挑選Rex，再挑選不一樣的Rc丈量zui小載荷下和zui大載荷下的示值，核算單位Rc對量程改動的影響Sx，再用下式核算zui大電纜電阻：
R纜=E纜`max×5/Sx[Ω]
其間 E纜`max =（pi×mpe×100）/（n`max×e）-Es
再依據導線的截麵積和電阻率核算出zui大電纜長度。
因為(wei) 六線製稱重指示器對鼓勵電壓的改動起到了抵償(chang) 作用，因此電纜電阻的改動影響到了稱重傳(chuan) 感器的鼓勵電壓然後發生了差錯的定論是過錯的。盡管如此，WELMEC 2.1的測驗程序仍是有意義(yi) 的，僅(jin) 僅(jin) 該測驗辦法固定了一些參數，對運算進行了簡化。固定的參數是：zui大工作溫度規模是50℃，溫度的改動規模為(wei) zui大工作溫度的1/2，即25℃；導線電阻的溫度係數α取為(wei) 4×10-3。
在實踐中，按此辦法對有的稱重指示器測驗和核算出的信號電纜zui大長度有能夠到達難以想象的如數千米的長度。
3 OIML R76的測驗辦法
R76-2006 的C.3.3.2.5 規則了電纜導致差錯的上限Δspan（ΔT）為(wei) “溫度導致的稱重指示器zui大量程差錯與(yu) 答應差錯限值之間的差被為(wei) 主動抵償(chang) 設備對量程抵償(chang) 作用的極限。無論如何，由抵償(chang) 發生的作用不該大於(yu) zui大答應差錯值乘以pi的三分之一。”即要滿意
Δspan（ΔT） ≤ pi × mpe - Emax（ΔT）
和 Δspan（ΔT） ≤ 1/3 pi × mpeabs
如下圖所示：
圖3 R76-2006規則的zui大答應電纜導致的量程改動
R76-2006中C.3.3.2規則了電纜zui大長度的測驗辦法：用分流電阻模仿銜接傳(chuan) 感器的zui大數量，用電阻模仿鼓勵線和主動抵償(chang) 線的電阻。將稱重指示器、模仿電纜和稱重傳(chuan) 感器銜接好後先進行校準，再按zui大工作溫度規模（例如50℃）內(nei) 電阻的改動值在兩(liang) 個(ge) 方向上改動電纜電阻，量程的改動均不超越Δspan（ΔT）。
R76-2006與(yu) WELMEC 2.1的規則有所不一樣，相對說來，R76的辦法更為(wei) 簡略、科學和緊密些。
4 信號電纜對非主動衡器準確度影響的剖析
實際上在六線製稱重指示器情況下，信號電纜電阻的改動導致的量程改動是因為(wei) 電纜電阻Rc與(yu) 鼓勵反應電路輸入阻抗Rf構成的分壓改動形成的。由此能夠預算出鼓勵反應電路輸入阻抗的zui小值Rf min。假設Rf min>>Rc，可按下式近似預算：
Rf min≥2×ΔRTemp×nind/Δspan（ΔT）
式中nind為(wei) 稱重指示器的zui大檢定分度數，ΔRTemp為(wei) 在工作溫度規模內(nei) 電纜電阻的改動量。
ΔRTemp = Rcable×α×（Tmax-Tmin）
式中α 為(wei) 電纜資料電阻率的溫度係數，例如銅為(wei) 0.00391/K
例如，外表的zui大檢定分度數nind=5000，描繪的zui大電纜電阻Rcable=10Ω，工作溫度規模-10℃到40℃，
ΔRTemp=10×0.00391×（40-（-10））=1.955（Ω）
zui大答應的電纜導致的量程改動Δspan（ΔT）=0.5e，則鼓勵反應電路的zui小輸入阻抗Rf min為(wei)
Rf min≥2×1.955×5000/0.5=39100（Ω）
鼓勵反應電路的輸入阻抗也可用鼓勵電壓除以鼓勵反應電路的輸入偏置電流來預算。
使用現代的電子技術及元件，鼓勵反應電路的輸入阻抗能夠輕鬆到達乃至遠遠超越上述目標，此刻約束信號電纜zui大長度的要素就不是鼓勵反應功用，而是因為(wei) 鼓勵線電阻的壓降形成稱重傳(chuan) 感器鼓勵電壓降低，使每檢定分度值輸出的信號電壓降低，有能夠滿意不了稱重指示器對每個(ge) 檢定分度值zui小信號電壓的需求，因此不滿意衡器的兼容性需求。
5 主張R76的修正內(nei) 容
歸納以上所述，按鼓勵反應功用來斷定zui大信號電纜長度是不全部不緊密的，在衡器兼容性審閱中僅(jin) 簡略地用zui大電纜長度或zui大電纜電阻來判別衡器是不是合格也是不合適的。
按R76 C.3.3條的需求，鼓勵主動抵償(chang) 功用在zui大鼓勵電壓、zui多數量的稱重傳(chuan) 感器、zui大電纜長度的條件進行測驗，這裏沒有規則也不該該規則在zui高靈敏度下進行測驗。主張R76往後的新版本應進一步清晰這一點，或一致規則在zui大信號電壓下進行測驗，一起在兼容性核對中核對每檢定分度值的zui小信號電壓時，要添加思考信號電纜的電壓降的需求。
6 定論
稱重指示器的鼓勵反應功用有必要進行測驗，但應進一步清晰合理的測驗辦法。約束信號電纜zui大長度的要素，不隻僅(jin) 為(wei) 鼓勵反應功用，還應思考是不是滿意每個(ge) 檢定分度值的zui小信號電壓的需求。這樣的歸納思考的結果是，在銜接傳(chuan) 感器數量較少時，能夠用更小截麵或更大長度的信號電纜，一起避免了現有規範中能夠呈現的不滿意兼容性需求的縫隙。