作為年生產不鏽鋼能力達到60萬噸的大型鋼鐵企業，深入推進專業化、精品化發展戰略，技術裝備水平、自主創新能力和核心競爭力進一步提升，隨著規模的日益擴大，大型衡器每年都在增多，如上百噸的電子汽車衡、料鬥秤、鋼包秤、軌道衡、料位計等，因沒有大噸級標準砝碼、使校準工作成為一大難題，筆者通過應用實踐總結出一套簡單易行的模擬校準方法，起到了良好的應用效果。現就大型工藝衡器模擬校準問題根據實際處理情況進行分析與大家共同探討。

1衡器原理及組成

衡器一般主要由秤台、稱重顯示控製器、稱重傳感器三大部分組成。其原理是利用電阻應變原理稱重，在稱重傳感器的彈性體上貼著應變計，應變計組成應變電橋。應變電橋輸出的模擬信號匯總接線盒由接線盒送入稱重顯示控製器進行信號放大，A/D轉換、CPU處理轉換成數字信號在顯示窗口顯示質量值，或經標準輸出口送至微機、打印機、大屏等係統設備進行處理。

2衡器準確度應滿足技術使用要求

要想保證一台衡器的使用準確度，必須確保各組件質量完好和性能可靠，並具備合理的安裝工藝和校驗手段。一要檢查承載器的製作質量，保證承載器的剛性、強度、及其設計的合理性；二要檢查承載器安裝工藝，確認傳感器安裝位置的合理性，保證承載器負載時各支撐傳感器受力盡量均勻；三要核查基礎尺寸和結構支撐件是否完好，安裝是否符合要求，保證基礎（結構）支撐件的承載力和平整度及穩定性；四要確認儀表及傳感器的精度等級，保證稱重顯示器的線性、靈敏度和穩定性，保證稱重傳感器的準確度、可靠性和輸出信號的一致性；五要確保數字電壓表和信號發生器的精度等級符合技術要求。

3稱重傳感器和稱重顯示器的匹配

為保證顯示器的正常工作，要求傳感器最大輸出電壓Vi小於顯示器的最大輸入電壓Vmax，每個顯示碼輸入電壓Vd應大於顯示器的輸入靈敏度。公式如下：

Vi=V×S

Vd=[(Q1×S×V)/Q2×n]×Q1

ViL=Q1×S×V/Q2×n

式中：Vi-傳感器最大輸出電壓（mv）

Vd-每個顯示碼輸入電壓[uv/(Kg·t)]

ViL-額定量程時傳感器的輸出電壓（mv）Q1-額定量程

Q2-傳感器規格（噸位）

V-傳感器激勵電壓（v）

S-傳感器的輸出靈敏係數的平均值（mv/v）n-選用傳感器的隻數

每個顯示器可激勵傳感器隻數的確定：n=（顯示器工作電流×傳感器輸入電阻）/傳感器工作電壓。經計算符合範圍內即為匹配，否則應更換傳感器量程或調整顯示器量程及顯示分度，直到匹配為止，在此不作贅述。

4模擬校準方法

4.1安裝前的實驗室模擬校準

具體步驟如下：首先確認選定各傳感器輸出靈敏度一致，並依據上述方法確認傳感器與儀表相匹配；第二用模擬信號發生器和選定的顯示器組秤，檢查連接無誤後給顯示器上電並輸入相應係統參數，使儀表處於正常稱重工作狀態；第三依據選定的傳感器（如：量程50噸，數量4隻，靈敏度2mV/V）和該衡器的額定量程(如量程150噸，分度值50公斤，激勵電壓12V)及承載器的自重（如約為18噸），結合上述公式，計算承載器空載時傳感器的輸出電壓Vo=18×2×12/50×4=2.16（mv），額定量程時傳感器的輸出電壓ViL=100×2×12/50×4=12（mv）。一噸載荷對應稱量信號為ViL/100=0.12mV；第四用模擬信號發生器給顯示器輸入信號，並用高精度數字電壓表並接在模擬信號發生器輸出正負端進行相應檢測，輸入標準mv信號，在輸入為2.16mV時校驗零點，在輸入ViL+Vo（即為14.16mV）時輸入100噸，校驗量程的準確性。（校驗方法參照儀表技術說明書）；第五用模擬信號發生器回檢下列各稱量點，確認顯示表線性狀態是否良好。若顯示值與標準信號一一對應，證明顯示表線性狀態良好，如表1；第六卸下模擬信號發生器，到現場後連接傳感器、接線盒及顯示器，檢查連接無誤後給顯示器上電，進入稱重狀態，清零後即可投入使用；第七用小噸位砝碼驗證秤量的準確性（有條件的可以用替代校驗法多驗證幾個秤量點則更具說服力），校驗完畢。

4.2安裝後在線模擬校準

具體操作步驟為：第一衡器安裝完畢，安裝質量檢查無誤後，給顯示器上電並輸入相應係統參數，使儀表處於正常顯示稱重工作狀態；第二各傳感器零點輸出的一致性調整。承載器空載，儀表清零，依次卸下各個傳感器的正負輸出端，用高精度數字電壓表分別並接在各傳感器的正負輸出端，檢測各傳感器零點輸出毫伏值是否一致。若不一致可調整接線盒內相應電位器；第三傳感器負載輸出的一致性的調整。找一大於或等於20%FS最大稱量恒定質量的重物分別放置在傳感器1、2、3…各位置，記錄重物在各傳感器位置上時的示值。若不一致：一是依次卸下相應傳感器的正負輸出端，用高精度數字電壓表檢測各傳感器正負輸出端，觀察重物在各傳感器位置上時，輸出毫伏值是否一致。二是輕微調整接線盒內相應電位器，修正各傳感器輸出的一致性；第四計算秤滿量程時接線盒的總輸出端。假設衡器的最大量程為100噸，分度值50公斤，傳感器量程為50噸，傳感器的輸出靈敏係數的平均值（2mv/v）。檢測傳感器零點輸出信號Vo（Vo=4mV），依據公式Vm=ViL+Vo，ViL經上述公式計算可得ViL=16mV，則Vm=ViL+Vo=20mV，一噸載荷對應稱量信號為ViL/100=0.16mV；第五在接線盒內卸下傳感器，接入模擬信號發生器，並用高精度數字電壓表並接在接線盒的總輸出正負端進行相應檢測，輸入標準mv信號,在輸入為4mv時校驗零點，在輸入為20mV時輸入100噸，校驗量程的準確性；第六解除模擬信號發生器，重新接入傳感器，用小噸位砝碼驗證秤量的準確性（有條件的可以用替代校驗法多驗證幾個秤量點，更具說服力）；第七回檢各稱量點，確認衡器線性狀態是否良好。在接線盒內卸下模擬信號發生器，重新接入傳感器，並用高精度數字電壓表並接在接線盒的總輸出正負端進行相應檢測，進入正常稱量狀態。依據儀表顯示值，分別注入不同噸位的物料，記錄檢測的相應電壓值VS，與應輸出的標準電壓值相比較，依據下述公式計算，假設記錄的顯示值分別為10噸、25噸、50噸、100噸，相應的實際檢測信號電壓VS分別為5.598mv、7.995mv、11.989mv、19.978mv，依據下述公式計算：

VB=P×mv/tVE=VS-VB

相應誤差量WE=VE

m/tE=1000WE/P

各秤量誤差率在±5/1000之間，證明該衡器非線性能滿足工藝秤精度要求。兩種模擬校驗方法具體情況應具體對待：安裝前的實驗室模擬校準，簡潔、易行，因校驗中無法考慮到零點的偏差、傳感器的非線性誤差和受力的偏載的大小及承載器輔助設備的牽拉等影響因素，誤差較大；安裝後的在線模擬校準與前者相比較，因消除了零點的偏差和部分偏載及承載器輔助設備的牽拉影響因素，因此準確性要高於前者，而且他更具有實地操作性。

5結束語

作為冶金行業各種大型工藝衡器設備較多，在日常校驗校準問題上都感到較為困難，通過我們的實際摸索與實踐，提出了以上實用模擬校準方法與大家共同探討。上述兩種方法應用於計量精度要求不高（5/1000左右）的大型工藝衡器的校準。前者可遠程操作，省時省力，方便快捷；後者，實地操作性強，尤其適合在生產中設備的校準工作。兩者投入成本低，便於操作，值得推廣和應用。

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