称重指示器鼓励反应功用的评论

称重指示器鼓励反应功用的评论
上海香川电子衡器有限公司

【摘 要】 这篇文章评论了称重指示器鼓励反应功用的需求及测验办法，对关联规范的有关需求和测验办法提出了修正意见。
【关键字】 称重指示器；鼓励反应；信号电缆长度
导言
GB/T 23111-2008《非主动衡器》同等选用OIML R76-2006《非主动衡器》，比较于前一版的OIML R76，新版本引进了模块的概念，并因此引出了用不一样生产商制作的称重传感器、称重指示器等模块能否组成合格衡器的疑问。为处理该疑问，R76-2006的3.10.2.3条对非主动衡器提出了兼容性的需求，并在附录F中规则了对称重指示器的兼容性的检测办法。R76附录F中对称重指示器规则了为断定zui大信号电缆长度而需求进行的鼓励主动抵偿功用（即鼓励反应功用，或称长线主动抵偿功用）的测验办法。R76-2006中关于称重指示器的内容吸收了WELMEC 2.1《称重指示器实验攻略（非主动衡器）》中的思维，因此这篇文章中咱们从WELMEC 2.1《称重指示器实验攻略（非主动衡器）》开端评论这个论题。
1 疑问的提出
R76将非主动衡器的zui大允差按差错分配系数Pi分配给组成衡器的各个模块，并要满意下式的需求：
P12 +P2 2+P3 2+… ≤ 1
衔接称重指示器与称重传感器的信号电缆也会引进差错。R76将该差错合并在分配给称重指示器的差错中。信号电缆导致称重差错的首要要素是阻抗，关于一般的直流鼓励的称重外表即是电缆的直流电阻。稳定温度下信号电缆电阻导致的差错在标定进程中就主动校对了，而环境温度改动导致的电缆电阻改动将能够导致衡器运用中的称量差错。R76和WELMEC 2.1以为该差错是断定信号电缆长度的决定要素。
2 WELMEC 2.1《称重指示器实验攻略（非主动衡器）》的测验办法
WELMEC是欧盟成员国法定计量组织与EFTA之间的一个协议。WELMEC 2.1《称重指示器实验攻略（非主动衡器）》是一个引荐性的攻略[1]，但它的首要思路已体现在R76-2006中。WELMEC 2.1的附录5“称重传感器接口的实验”具体介绍了断定zui大电缆长度的实验办法。其断定电缆电阻发生的zui大答应差错E缆用下图表明：
图1 分配给信号电缆的zui大答应差错
上图中，ES为称重指示器在工作温度上限和工作温度下*程改动量的一半。
WELMEC 2.1以为电缆导致衡器的差错是因为电缆电阻的改动影响到了称重传感器的鼓励电压，然后发生了差错，并由此推导了核算公式和测验办法。
图2 WELMEC 2.1测验传感器接口的原理图
WELMEC 2.1的实验办法是：先按称重外表答应衔接的传感器个数挑选Rex，再挑选不一样的Rc丈量zui小载荷下和zui大载荷下的示值，核算单位Rc对量程改动的影响Sx，再用下式核算zui大电缆电阻：
R缆=E缆`max×5/Sx[Ω]
其间 E缆`max =（pi×mpe×100）/（n`max×e）-Es
再依据导线的截面积和电阻率核算出zui大电缆长度。
因为六线制称重指示器对鼓励电压的改动起到了抵偿作用，因此电缆电阻的改动影响到了称重传感器的鼓励电压然后发生了差错的定论是过错的。尽管如此，WELMEC 2.1的测验程序仍是有意义的，仅仅该测验办法固定了一些参数，对运算进行了简化。固定的参数是：zui大工作温度规模是50℃，温度的改动规模为zui大工作温度的1/2，即25℃；导线电阻的温度系数α取为4×10-3。
在实践中，按此办法对有的称重指示器测验和核算出的信号电缆zui大长度有能够到达难以想象的如数千米的长度。
3 OIML R76的测验办法
R76-2006 的C.3.3.2.5 规则了电缆导致差错的上限Δspan（ΔT）为“温度导致的称重指示器zui大量程差错与答应差错限值之间的差被为主动抵偿设备对量程抵偿作用的极限。无论如何，由抵偿发生的作用不该大于zui大答应差错值乘以pi的三分之一。”即要满意
Δspan（ΔT） ≤ pi × mpe - Emax（ΔT）
和 Δspan（ΔT） ≤ 1/3 pi × mpeabs
如下图所示：
图3 R76-2006规则的zui大答应电缆导致的量程改动
R76-2006中C.3.3.2规则了电缆zui大长度的测验办法：用分流电阻模仿衔接传感器的zui大数量，用电阻模仿鼓励线和主动抵偿线的电阻。将称重指示器、模仿电缆和称重传感器衔接好后先进行校准，再按zui大工作温度规模（例如50℃）内电阻的改动值在两个方向上改动电缆电阻，量程的改动均不超越Δspan（ΔT）。
R76-2006与WELMEC 2.1的规则有所不一样，相对说来，R76的办法更为简略、科学和紧密些。
4 信号电缆对非主动衡器准确度影响的剖析
实际上在六线制称重指示器情况下，信号电缆电阻的改动导致的量程改动是因为电缆电阻Rc与鼓励反应电路输入阻抗Rf构成的分压改动形成的。由此能够预算出鼓励反应电路输入阻抗的zui小值Rf min。假设Rf min>>Rc，可按下式近似预算：
Rf min≥2×ΔRTemp×nind/Δspan（ΔT）
式中nind为称重指示器的zui大检定分度数，ΔRTemp为在工作温度规模内电缆电阻的改动量。
ΔRTemp = Rcable×α×（Tmax-Tmin）
式中α 为电缆资料电阻率的温度系数，例如铜为 0.00391/K
例如，外表的zui大检定分度数nind=5000，描绘的zui大电缆电阻Rcable=10Ω，工作温度规模-10℃到40℃，
ΔRTemp=10×0.00391×（40-（-10））=1.955（Ω）
zui大答应的电缆导致的量程改动Δspan（ΔT）=0.5e，则鼓励反应电路的zui小输入阻抗Rf min为
Rf min≥2×1.955×5000/0.5=39100（Ω）
鼓励反应电路的输入阻抗也可用鼓励电压除以鼓励反应电路的输入偏置电流来预算。
使用现代的电子技术及元件，鼓励反应电路的输入阻抗能够轻松到达乃至远远超越上述目标，此刻约束信号电缆zui大长度的要素就不是鼓励反应功用，而是因为鼓励线电阻的压降形成称重传感器鼓励电压降低，使每检定分度值输出的信号电压降低，有能够满意不了称重指示器对每个检定分度值zui小信号电压的需求，因此不满意衡器的兼容性需求。
5 主张R76的修正内容
归纳以上所述，按鼓励反应功用来断定zui大信号电缆长度是不全部不紧密的，在衡器兼容性审阅中仅简略地用zui大电缆长度或zui大电缆电阻来判别衡器是不是合格也是不合适的。
按R76 C.3.3条的需求，鼓励主动抵偿功用在zui大鼓励电压、zui多数量的称重传感器、zui大电缆长度的条件进行测验，这里没有规则也不该该规则在zui高灵敏度下进行测验。主张R76往后的新版本应进一步清晰这一点，或一致规则在zui大信号电压下进行测验，一起在兼容性核对中核对每检定分度值的zui小信号电压时，要添加思考信号电缆的电压降的需求。
6 定论
称重指示器的鼓励反应功用有必要进行测验，但应进一步清晰合理的测验办法。约束信号电缆zui大长度的要素，不只仅为鼓励反应功用，还应思考是不是满意每个检定分度值的zui小信号电压的需求。这样的归纳思考的结果是，在衔接传感器数量较少时，能够用更小截面或更大长度的信号电缆，一起避免了现有规范中能够呈现的不满意兼容性需求的缝隙。