電子秤是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)貿(mào)易、交通運(yùn)輸、機(jī)械制造、港口計(jì)量、醫(yī)療保健、國(guó)防建設(shè)和科學(xué)研究等領(lǐng)域的質(zhì)量計(jì)量?jī)x器，具有反應(yīng)速度快、測(cè)量范圍廣、使用簡(jiǎn)單、操作方便、便于計(jì)算機(jī)控制等特點(diǎn)。通過對(duì)高精度電子秤的現(xiàn)狀進(jìn)行研究，介紹了高精度電子秤的檢定方法，可供計(jì)量同行參考使用。

1.概述

電子秤是載于秤的臺(tái)座、托盤的載荷的重量由傳感器蠕變反應(yīng)平衡，而由儀器數(shù)字顯示稱重結(jié)果的電子衡器。電子秤集機(jī)、電、儀于一體，具有多功能、高精度、快速和動(dòng)態(tài)計(jì)量、穩(wěn)定可靠等特征，代表了衡器產(chǎn)品發(fā)展的方向。隨著計(jì)量技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)純機(jī)械結(jié)構(gòu)的桿秤、臺(tái)秤、磅秤等稱量裝置逐步被淘汰。電子稱量裝置包括電子秤、電子天平等，以其準(zhǔn)確、快速、方便、顯示直觀等優(yōu)點(diǎn)而受到人們的青睞。

2.電子秤的現(xiàn)狀

二十世紀(jì)五十年代中期電子技術(shù)的滲入推動(dòng)衡器制造業(yè)的發(fā)展；六十年代初期出現(xiàn)機(jī)電結(jié)合式電子秤以來，電子秤經(jīng)過四十多年的不斷改進(jìn)與完善，國(guó)內(nèi)電子秤從最初的機(jī)電結(jié)合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型；國(guó)內(nèi)電子稱重技術(shù)基本達(dá)到國(guó)際上二十世紀(jì)九十年代中期的水平，少數(shù)產(chǎn)品的技術(shù)已處于國(guó)際領(lǐng)先水平。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中上量程為 100g 左右的電子秤精度一般為 0.01g 即 l0mg。電子稱重技術(shù)從靜態(tài)電子秤向動(dòng)態(tài)電子秤發(fā)展；電子秤測(cè)量方法由傳統(tǒng)的模擬測(cè)量向數(shù)字化測(cè)量方向發(fā)展；電子秤稱重?cái)?shù)據(jù)融合從單一稱重傳感器信息融合向多傳感器信息融合方向發(fā)展，溫度傳感器和傾角傳感器也被廣泛應(yīng)用與電子秤。但是，國(guó)內(nèi)電子秤產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量與國(guó)外產(chǎn)品相比還有差距，其主要差距是稱重傳感器和電子秤的制作技術(shù)與工藝、科研開發(fā)能力和后勁不足、產(chǎn)品的功能和品種規(guī)格較少、長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性較差等。

3.高精度電子秤的技術(shù)指標(biāo)

（1）實(shí)際分度值 d。實(shí)際分度值 d 是指相鄰兩個(gè)示值之差。

（2 檢定分度值 e。用于對(duì)秤分級(jí)和檢定時(shí)使用的、以質(zhì)量單位表示的值。

檢定分度值 e 的取值的范圍為：d臆e臆10d。

（3）檢定分度數(shù) n：最大秤量與檢定分度值之商：n=Max/e。其中，Max為最大秤量，表征的是電子秤不計(jì)算添加皮重在內(nèi)的最大稱量能力。該項(xiàng)指標(biāo)反應(yīng)的是電子秤的相對(duì)準(zhǔn)確度。

（4）電子秤按照檢定分度值 e 和檢定分度數(shù) n，劃分成四個(gè)準(zhǔn)確度級(jí)別：特種準(zhǔn)確度級(jí)（玉）、高準(zhǔn)確度級(jí)（域）、中準(zhǔn)確度級(jí)（芋）、普通準(zhǔn)確度級(jí)（郁）。

（5）最大允許誤差（MPE）：電子秤處于標(biāo)準(zhǔn)位置空載為零時(shí)，其示值與標(biāo)準(zhǔn)砝碼約定真值之間，所有測(cè)量結(jié)果均不應(yīng)超過相應(yīng)載荷的最大允許誤差。最大允許誤差為技術(shù)指標(biāo)中所允許的正或負(fù)的最大差值。

（6）示值誤差：示值誤差是指電子秤的示值與約定的真值之差；加載或卸載時(shí)各載荷點(diǎn)的示值誤差均不得大于相應(yīng)載荷最大允許誤差要求。

（7）重復(fù)性：重復(fù)性定義的是在實(shí)際相同的測(cè)試條件下，用同一方式，將同一載荷多次加放到承載器上，電子秤提供稱重結(jié)果相互一致的能力。重復(fù)性是指同一載荷多次稱量所得結(jié)果之間的差值，該差值應(yīng)不大于相應(yīng)載荷最大允許誤差的絕對(duì)值。

（8）偏載誤差：同一載荷下不同位置的示值誤差，示值誤差應(yīng)不大于所加載載荷最大允許誤差的絕對(duì)值。對(duì)于承載器的支撐點(diǎn)小于 4 的時(shí)候，在每個(gè)支撐的點(diǎn)上加載約等于最大秤量與最大添加皮重的三分之一。

（9）鑒別力：鑒別力反應(yīng)的是電子秤對(duì)載荷的微小變化的反應(yīng)能力；對(duì)于數(shù)字示值的電子秤，在處于平衡的電子秤上，輕緩地放上或取下等于 1.4d 的附加砝碼，此時(shí)原來的示值應(yīng)改變。

4.高精度電子秤的檢定方法

根據(jù)檢定要求，在實(shí)驗(yàn)室條件下，對(duì)電子秤的示值誤差、偏載誤差、重復(fù)性、鑒別力等指標(biāo)進(jìn)行了檢定。 4.1 示值誤差檢定示值誤差是指電子秤的示值與質(zhì)量約定真值之差。檢定時(shí)，測(cè)試的載荷點(diǎn)必須包含空載、最小秤量、最大允許誤差轉(zhuǎn)換點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的載荷、最大秤量等載荷點(diǎn)。載荷應(yīng)從空載開始，逐漸向上加載，直到加載至電子秤的最大秤量，然后再向下卸載載荷，直到零載荷為止。首次檢定的電子秤，測(cè)量的載荷點(diǎn)數(shù)大于和等于 10 點(diǎn)；后續(xù)檢定或使用中檢定的電子秤，測(cè)量的載荷點(diǎn)數(shù)可以適當(dāng)?shù)姆艑捯?，但大于等?/span> 6 點(diǎn)。無論加載過程還是卸載過程，都應(yīng)保證有足夠的測(cè)量點(diǎn)數(shù)。

4.2 重復(fù)性檢定

在實(shí)際相同的測(cè)試條件下，用同一方式，將同一載荷多次加放到承載器上，一般選擇 80%最大秤量與最大秤量之間的單個(gè)砝碼進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn)，相同載荷多次測(cè)量結(jié)果的差值應(yīng)不大于相應(yīng)載荷點(diǎn)下最大允許誤差的絕對(duì)值，測(cè)量次數(shù)不少于 6 次。測(cè)量中每次加載前可進(jìn)行置零。本文選擇 800g 的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，每次加載前置零，測(cè)量 10 次。電子秤的重復(fù)性等于加載砝碼穩(wěn)定后，電子秤示值誤差的最大值 Emax 減去電子秤示值誤差的最小值 Emin，即 Emax- Emin臆MPE。

4.3  偏載誤差檢定

示值誤差在檢定時(shí)，加載載荷應(yīng)選擇最大秤量和最大去皮的三分之一的砝碼，如果使用多個(gè)砝碼，應(yīng)當(dāng)將砝碼均勻放置在測(cè)量區(qū)域內(nèi)。按秤盤的表面積，將秤盤劃分為 5 個(gè)區(qū)域，圖 1 為電子秤偏載誤差檢定示意圖，圖中 1~4 是需要進(jìn)行偏載實(shí)驗(yàn)檢定的區(qū)域，本文將區(qū)域 2 稱為前方，4 為后方，3為右方，5 為左方。選取 400g 砝碼，分別放在圖 1 中的 1~5 位置進(jìn)行偏載測(cè)量。載荷在 1~5 不同的區(qū)域的示值誤差必須不大于相應(yīng)載荷最大允許誤差的絕對(duì)值。

4.4鑒別力檢定

 對(duì)電子秤在最小秤量、1/2 最大秤量和最大秤量處于平衡狀態(tài)時(shí)，分別輕緩地加載或卸載一個(gè)等于 1.4d 的附加載荷試驗(yàn)，電子秤的示值應(yīng)明顯地改變。

5.結(jié)語

高精度電子秤，是現(xiàn)代智能信息處理方法與工程實(shí)踐的結(jié)合，研究成果可直接應(yīng)用于電子秤的設(shè)計(jì)和研發(fā)領(lǐng)域，以提高電子秤的稱量準(zhǔn)確性和杜絕作弊的發(fā)生?，F(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展對(duì)稱重技術(shù)提出了更高的要求，隨著微處理技術(shù)和傳感技術(shù)的不斷發(fā)展，電子秤將將向高可靠性、高精度、高性能、高智能化方向發(fā)展，受研究時(shí)間和作者知識(shí)結(jié)構(gòu)的制約，本文的研究工作存在一些不足，仍有一些后續(xù)工作需要繼續(xù)研究。