数字指示秤计量检定的误差分析与改进方法研究

数字指示秤计量检定的误差分析与改进方法研究

胡佳月

乌苏市质量与计量检测所 新疆乌苏市 833000

摘要： 随着工业自动化程度的提高，数字指示秤已经成为生产过程中不可缺少的仪器之一，但是在使用数字指示秤时，由于各种因素的影响，测量结果常常存在一定的误差。为了保证数字指示秤的准确性和稳定性，在使用前需要对数字指示秤进行计量检定，并对存在的误差进行分析和改进，以保证数字指示秤在实际应用过程中达到更高的精度和稳定性。

本文首先分析了数字指示秤在计量检定过程中可能出现的误差来源和计算方法，包括环境条件变化、传感器灵敏度变化、电源波动等因素的影响。然后通过系统地试验和实践，提出了一系列对数字指示秤进行误差分析并改进的方法，包括在校准过程中控制环境温度、在使用过程中保持数字指示秤状态稳定、定期对数字指示秤进行校准和维护等方面。

结果表明，通过采取上述改进措施，可以显著降低数字指示秤的误差，提高其测量精度和稳定性，并进一步提高数字指示秤在实际生产过程中的可靠性和安全性。

关键词：数字指示秤；计量检定；误差分析；改进方法

1、引言

随着工业自动化程度的不断提升，数字指示秤已经成为各类生产工艺中重要的测量设备。数字指示秤具有使用方便、高精度、测量范围广等优点，并且与计算机进行数据交互非常方便，因而在现代工业生产中得到了广泛的应用。但是，数字指示秤在长期使用过程中，由于各种因素的影响，其测量结果可能会存在一定误差。对于要求较高精度的行业来说，这个误差可能无法容忍。

因此，在使用数字指示秤之前，需要对其进行计量检定并进行误差分析和改进，以保证数字指示秤在实际应用过程中能够达到更高的精度和稳定性。本文通过分析数字指示秤在使用过程中可能出现的误差因素，提出了一系列工作方法和技术手段，以期为数字指示秤的质量控制提供参考。

2、数字指示秤基本要求

数字指示秤是通过用称重传感器转换物体重量到电信号并传输到微处理器进行处理，再反馈给显示部件完成重量的读取。因此，它首先必须具备传感器、微控制器和显示装置三个部分。可按操作方式、传感器类型等进行分类。根据操作方式区分，数字指示秤可以分为单功能称重秤和多功能称重秤。单功能称重秤只能进行简单的物体称重，而多功能称重秤还具有其他功能，如计数、比重测量等。

数字指示秤的精度表示它所能实现的最小测量值（称量单位）。精度越高，数字指示秤的测量结果越准确。例如，一台精度为0.01g的数字指示秤可以测量到0.01g的重量，而一台精度为1g的数字指示秤则只能测量到1g的重量。误差含义是指数字指示秤显示的数值与真实物体重量之间的偏差。数字指示秤误差分为本体误差和环境误差两种类型。其中，本体误差主要是由称重传感器、AD转换器等内部构造有关的因素引起，而环境误差主要是由外部环境因素（如温度、湿度、磁场等）产生的干扰作用。

本体误差通常是由数字指示秤设计和制造过程中不可避免的工艺偏差所导致的，它决定了数字指示秤在理想条件下的最大精度。高质量的数字指示秤应该具有较小的本体误差，并且可靠的制造、总线通讯、计算和数据显示技术，可以降低本体误差并提高数字指示秤的准确性。环境误差则涉及到数字指示秤在使用环境中的稳定性和可靠性。例如，数字指示秤在不同温度、湿度或磁场等环境下的测量结果可能会有所偏差。减小环境误差可以使用多种技术，包括对数字指示秤进行质量检定和校准、安装仿真试验平台以模拟实际环境等。

3、数字指示秤的误差来源

在进行计量检定前，需要事先对可能导致数字指示秤出现误差的因素进行了解。以下是数字指示秤存在误差的相关因素。

3.1环境因素

环境条件的变化会直接影响到数字指示秤的测量精度。例如，在高温或极低温的环境下，数字指示秤的精度会降低。此外，温度的变化也可以引起传感器灵敏度的变化，从而导致数值读数的偏差。

3.2传感器效应

由于数字指示秤是通过传感器来实现重量的测量的，传感器的灵敏度和精度也会直接影响到数字指示秤的测量结果。在长时间的使用过程中，传感器可能会因为重复的负荷或者机械振动等原因而产生老化和损坏，这些因素都会导致数字指示秤的误差。

3.3电源波动

数字指示秤的稳定性受到电源变化的影响。在电源电压不稳定或电源质量较差的情况下，数字指示秤也会出现误差。此外，由于数字指示秤对电源稳压和降噪技术的要求也比较高，因此电路部分的问题也会导致数字指示秤的读数误差。

4、数字指示秤误差测量方法

在进行数字指示秤计量检定时，需要采用特定的方法来对数字指示秤的误差进行测量。以下是常见的数字指示秤误差测量方法：

（1）静态测量法

静态测量法是最基本的数字指示秤误差测量方式。该方法是通过固定质量并记录读数的方式，在特定条件下进行称重。如将一个标准砝码放在数字指示秤盘上，记录读数，再换一个重量不同的标准砝码，如此重复操作，可以基本确定数字指示秤的误差范围。

（2）动态测量法

动态测量法通常适用于数字指示秤自身带有自动调整功能的情况。该方法将一连串质量不同但总质量相等的标准砝码加在数字指示秤上，并记录读数，然后将标准砝码依次拿走直到重量为零的时候停止稳定并记录读数。通过比较数字指示秤读数与标准值之间的差异，可以得出数字指示秤的误差值。

（3）按标准符号法

按标准符号法是一种利用正负质量对称来消除误差的方法。该方法将一个标准砝码放在数字指示秤盘上，记录读数，然后将砝码取下，同时加上一定数额的砝码再次进行称重，再取下砝码，加另一定数额的砝码称重……如此重复操作，当砝码总质量达到预设目标后，记录读数并做计算，即可得出数字指示秤的误差值。

5、数字指示秤误差改进方法

在对数字指示秤的误差进行了系统分析后，我们需要采取一系列措施来改进误差，并提高数字指示秤的测量精度和稳定性。以下是一些常见的数字指示秤误差改进方法：

（1）环境控制

在数字指示秤校准和使用过程中，需要严格控制环境温度、湿度以及其它可能影响数字指示秤精度的环境因素。同时，在使用数字指示秤期间要避免暴露于强磁场或其他电子设备的干扰下。

（2）状态稳定

数字指示秤在计量检定和使用过程中，需要保持工作状态的稳定。若数字指示秤处于不稳定状态，则会导致读数不准确。要在进行实际操作前确认数字指示秤是否处于稳定状态，待数字指示秤稳定后再进行数据记录和处理。

（3）定期校准

为了保证数字指示秤的精度和稳定性，需要定期对其进行校准。校准可以通过外部标准装置（如标准砝码）进行，也可以通过内部自动校准方式实现。在校准过程中，可以利用误差测量方法得出数字指示秤的误差，并进一步优化调整数字指示秤的参数来降低误差。

（4）维护保养

数字指示秤在使用过程中，需要按规定周期进行维护保养以保证其正常运行。例如，需要对秤盘、传感器等部件进行清洁、检查、校验，避免灰尘或液体污染，还要观察电源质量是否符合要求，异响、波动情况是否存在等。如果数字指示秤存在故障，及时修理，防止影响精度和稳定性。

6、结论

本文对数字指示秤的误差来源进行了分析，并提出了一系列计量检定方法和数字指示秤误差改进措施。用于从另一个角度研究数字指示秤的误差问题，提高数字指示秤的准确性和稳定性，为实际应用中的工业生产提供可靠的质量保障。在实践中有待进一步完善和改进。

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作者简介：胡佳月（1993—），女，汉族，河北秦皇岛人，工程师，硕士研究生，主要从事质量技术监督专业计量工作。