本文針對(duì)電子稱(chēng)重儀表檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)行了分析，提出稱(chēng)重儀 表輸入信號(hào)提法比輸入信號(hào)電壓合適，并對(duì)檢測(cè)稱(chēng)重儀表使用的傳感器模擬器提出了要求，提出了制訂稱(chēng)重儀表檢測(cè)規(guī)范的必要性。

—、概述

稱(chēng)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(guó)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(lái)越 引起重視，國(guó)家相關(guān)部門(mén)也加大了管理力度。

由于稱(chēng)重儀表的特殊性，采用了一些比如六 線制、比例式電壓測(cè)量、零點(diǎn)跟蹤等的特殊技術(shù), 大大降低了稱(chēng)重儀表的成本，提高了稱(chēng)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(guò)程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)年輕的技 術(shù)人員對(duì)稱(chēng)重儀表的輸入信號(hào)的理解不是很準(zhǔn)確， 造成一些測(cè)量誤差或錯(cuò)誤，本文就稱(chēng)重儀表的模 擬輸入信號(hào)和產(chǎn)品檢測(cè)中對(duì)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(guó)關(guān)于稱(chēng)重顯示器的國(guó)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(chēng)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(duì)GB 7724-1987《稱(chēng)重顯示控制器技術(shù)條件》 進(jìn)行了修訂，形成了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBA 7724-1999 《稱(chēng)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(duì)電子衡器的稱(chēng)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(duì)GB/T 7724-1999《稱(chēng)重顯示控制器》進(jìn)行了修訂，形成 了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7724-2008《電子稱(chēng)重儀表》，這 是目前執(zhí)行的版本。

OIML R76國(guó)際建議中關(guān)于稱(chēng)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)稱(chēng)重儀表的檢測(cè)也提出了 一些基本 原則和要求，JJG 649-1990〈〈數(shù)字稱(chēng)重顯示器試 行檢定規(guī)程》由于歷史原因也沒(méi)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(méi)有形成一個(gè)權(quán)威和正式的檢測(cè)規(guī)范，這樣對(duì)各級(jí)計(jì)量檢測(cè)管理部門(mén)和企業(yè)對(duì)稱(chēng)重儀表的檢測(cè) 造成了不少麻煩和困難，沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的檢測(cè)規(guī) 范，易產(chǎn)生糾紛，目前在國(guó)際上比較權(quán)威的關(guān)于 稱(chēng)重儀表的檢測(cè)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(chēng)重顯示器試驗(yàn)指南》（非自動(dòng)衡 韓]。在此也呼吁國(guó)家有關(guān)部門(mén)盡快制訂出適合 我國(guó)的稱(chēng)重儀表檢測(cè)的指南規(guī)范,以方便計(jì)量 檢測(cè)機(jī)構(gòu)和企業(yè)執(zhí)行。

三、關(guān)于稱(chēng)重儀表輸入信號(hào)情況 查閱大量的產(chǎn)品資料、說(shuō)明書(shū)以及一些標(biāo)準(zhǔn)， 對(duì)稱(chēng)重儀表的輸入信號(hào)或信號(hào)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(chēng)重顯示控制器》 國(guó)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(guó)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(chēng)重儀表每 實(shí)際分度值對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)電壓。

(三在GBA 14250-2008《衡器術(shù)語(yǔ)》6.4.2 稱(chēng)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(hào)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(yǔ)》6.11 輸入電壓信號(hào)范圍是測(cè)量范圍信號(hào)電壓與靜載荷 信號(hào)電壓之和。

㈤WELMEC2.1《稱(chēng)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(chēng)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?hào)模擬器作為檢定顯示器 的標(biāo)準(zhǔn)器。

從以上標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)等資料似乎可以得 出這樣的結(jié)論，即稱(chēng)重儀表的輸入信號(hào)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(lái)檢測(cè)儀表，與檢測(cè)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(chēng)重傳感器的信號(hào)輸出

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

在GBA 5603-1985《負(fù)荷傳感器名詞術(shù)語(yǔ)》 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(chēng)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(chēng)重傳感器》中3.4.13 條靈敏度定義為稱(chēng)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(yǔ)》中6.4.1條 稱(chēng)重傳感器額定輸出是指稱(chēng)重傳感器在額定載荷 下響應(yīng)輸出的變化對(duì)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(chēng)重傳感器的輸 出名稱(chēng)不完全相同，定義也不易理解，現(xiàn)在關(guān)于 稱(chēng)重傳感器輸出比較常用的名詞是靈敏度，對(duì)于 額定載荷10t靈敏度是2mV/V的稱(chēng)重傳感器，比 較通俗的理解就是當(dāng)稱(chēng)重傳感器承受10t的額定載 荷時(shí)，在稱(chēng)重傳感器施加1V的激勵(lì)電壓，則稱(chēng)重 傳感器的輸出是2mV,若施加10V的激勵(lì)電壓， 則稱(chēng)重傳感器的輸出是20mV,以此類(lèi)推；同理, 當(dāng)此傳感器施加5t的載荷時(shí)，在稱(chēng)重傳感器施加 1V的激勵(lì)電壓，則稱(chēng)重傳感器的輸出是1mV。

從以上分析可以看出，稱(chēng)重傳感器的根本輸 出單位是mV/V,而不是mV,這也是稱(chēng)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(cè)稱(chēng)重儀表，各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可以使用傳感器模擬器對(duì)儀表進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)提出了對(duì)模擬器的基本要求。

在GB/T 7724-2008《電子稱(chēng)重儀表》國(guó)家標(biāo) 準(zhǔn)中3.4條傳感器模擬器的定義是模擬稱(chēng)重傳感器 標(biāo)準(zhǔn)的輸出信號(hào)的一種裝置，可用來(lái)檢驗(yàn)稱(chēng)重儀表 的某些計(jì)量特性。模擬應(yīng)變式稱(chēng)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(chēng)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(hào)。

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(chēng)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(cè)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(chēng)重傳感器的模擬器輸 出靈敏度必須是與稱(chēng)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(chēng)重儀表的要 求并適合用于檢測(cè)稱(chēng)重儀表。

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

六、稱(chēng)重儀表輸入信號(hào)分析 稱(chēng)重儀表的信號(hào)來(lái)源是稱(chēng)重傳感器，因此稱(chēng)重 儀表必須滿足稱(chēng)重傳感器的要求，稱(chēng)重儀表與稱(chēng)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(méi)有激勵(lì)，這就是稱(chēng)重儀表與直流電壓 表輸入的不同之處。

借用WELMEC2.1《稱(chēng)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(guò)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(shuō)稱(chēng)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(jiǎn)單地通過(guò) 計(jì)算或檢測(cè)儀表的輸入信號(hào)電壓保持一致是否可以 檢測(cè)稱(chēng)重儀表的準(zhǔn)確度昵？非也，除非能保證稱(chēng)重 儀表的激勵(lì)電壓為標(biāo)準(zhǔn)10V。

對(duì)于用于檢測(cè)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(hào)例2mV/V,但是 稱(chēng)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(chēng)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(shuō)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(hào)是0.1 |xV/V,而不是輸 入電壓1 |XV,這樣可以去掉稱(chēng)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(hào)單位 應(yīng)是mV/V,而不是mV,也就是說(shuō)對(duì)已標(biāo)定后的 儀表來(lái)說(shuō)，只要保證稱(chēng)重儀表輸入信號(hào)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(chēng)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(cè)量模擬器的激勵(lì)電壓和輸出，從而保證 輸入儀表信號(hào)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(chēng)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(chēng)重儀表的輸入以 輸入信號(hào)表示要比輸入信號(hào)電壓合適，表示單位以 mV/V表示比mV合適，稱(chēng)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(chēng)重儀表的檢測(cè)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(cè)規(guī)范的影響。

七、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析，可以得出稱(chēng)重儀表的真正輸入 信號(hào)單位是mV/V,而不是輸入信號(hào)電壓（單位 mV ,因此在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中稱(chēng)輸入信號(hào)比稱(chēng)輸入信號(hào) 電壓要合適、貼切，不易引起誤解。同時(shí)，國(guó)內(nèi)還 沒(méi)有一部與時(shí)俱進(jìn)的可行的關(guān)于稱(chēng)重儀表檢測(cè)的規(guī) 范或規(guī)程，建議國(guó)家相關(guān)部門(mén)盡快制訂，以利稱(chēng)重儀表的健康發(fā)展。不當(dāng)之處請(qǐng)批評(píng)指正。