隨著鋼鐵企業工藝技術的進步，對鐵水、鋼水的計量越來越重要，其中稱量係統尤以起重機電子秤使用更為廣泛。起重機稱量可應用於煉鋼工藝從廢料處理配料直至成品控製的各個階段，為過程和質量控製提供相關數據，以便精確控製原料配比。起重機電子稱量係統可在吊運過程中實現稱量，無需額外占用稱量時間和空間，且能與計算機聯網、實現作業過程的程序化控製，故在現代煉鋼企業中得到廣泛應用。

1 冶金起重機電子稱重係統組成

冶金起重機電子稱重係統主要由傳感器、信號變送器、控製儀表、大屏幕顯示器、電纜附件等組成，也可根據工藝要求額外配置打印輸出、無線傳輸係統等。

2 影響電子稱重係統精度的因素

國際法製計量組織 (OIML) 將非自動電子稱劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等 4 個級別。通常情況下，冶金起重機電子稱重是作為工藝稱重使用，故其常用的係統精度等級為: 0. 3%FS (Ⅳ級)。

在實際使用中，影響電子稱重係統精度的因素很多，其中主要因素有環境溫度、傳感器類型、傳感器形式、傳感器參數選型、傳感器安裝位置、稱重信號的傳輸、稱重係統設計細節、安裝工藝及使用維護等。

3 提高電子稱重係統精度的措施

3. 1 補償因環境溫度變化引起的誤差

環境溫度的變化會造成不同現象的測量誤差。如溫度變化時，零點會有變化，稱為溫度引起的零點漂移; 在應力不變的情況下，不同溫度條件有不同的輸出，稱為靈敏度漂移。一般對於零點漂移可采用在橋路中串聯、並聯補償電阻的方法，也可采用 A/D 轉換器進行溫度補償。由於冶金起重機通常應用於環境溫度較高的場合，為獲得較高的稱重精度，需要對稱重係統進行溫度補償。

3. 2 合理選擇傳感器種類

傳感器是一種將力轉換成電信號的裝置，其性能的優劣在很大程度上決定了電子稱的準確度和穩定性。在多種類型的傳感器中，壓磁式傳感器和電阻應變式傳感器適用於起重機的使用。壓磁式傳感器，具有輸出功率大、信號強、抗幹擾性好等優點，缺點是線性度和測量精度一般、頻率響應較低。電阻應變式傳感器具有規格齊、線性度好、精度高、頻率響應特性好、受潮濕影響小等優點，可在高溫、振動等惡劣環境下工作。由於電阻應變式傳感器具有上述優點，故在國內冶金起重機電子稱重係統中得到廣泛應用。

3. 3 設計傳感器形式

傳感器形式對精度的影響是由於形式變化的同時其內部構造會發生變化，精度隨之改變，這是由傳感器自身特性決定的。以國內常用的雙剪切梁橋式結構傳感器為例，傳感器加載部位應采用互為垂直的雙弧形結構，這樣才能將承載重量可靠地傳遞給傳感器，保證稱量精度。

3. 4 選擇傳感器的量程、精度

1) 考慮起重機實際工況，傳感器的量程一般按額定起重量的 0. 8 ～ 1. 1 倍來選用。傳感器量程選擇過大，將影響稱重係統精度。

2) 由於電子稱需要達到較高的係統精度，故其傳感器的性能應不低於精度等級為 0. 05%(FS)、靈敏度2 mV/V、非線性度為0. 05%等的要求。

3. 5 提高傳感器受力所占起重量的百分比

傳感器受力所占額度起重量的百分比越高，稱重係統的精度就越好。

3. 6 選擇傳感器安裝位置及其優缺點

1) 雙層小車型 用一個台麵把起重小車抬起一定高度，將傳感器通過台麵安裝在小車下。其優點是能檢測到起吊重物的全部重量，具有較高的精度，且不受起升高度和鋼絲繩在運動中產生的摩擦力的影響。缺點是起重機整機高度增加影響廠房造價，還需要考慮 2 層小車之間浮動聯接的設計。

2) 托小車型 (軌道式傳感器) 采用與小車軌道相適應的傳感器，局部替代小車軌道，當小車車輪全部運行到傳感器上時，可測得全部質量。其優點是檢測精度高，且不受起升高度的影響;缺點是隻能在定點位置測量，使用時需要保證定位誤差。

3) 托動滑輪軸型 安裝在吊鉤橫梁的滑輪軸上部。此種安裝形式的傳感器距離載荷較近，且需要經過隨吊鉤運行的電纜來傳遞信號，故傳感器及電纜容易受載荷的高溫影響

4) 托定滑輪軸型 將定滑輪軸用 2 隻專用雙剪切梁式傳感器托起。並對定滑輪軸進行限位，使被稱物料通過定滑輪軸將質量傳給傳感器完成稱量工作。這種結構經濟性好、安裝簡單方便、計量穩定可靠，實際應用較為廣泛。

3. 7 減小稱重信號傳輸的衰減與幹擾

1) 為提高電子稱重係統的精度，減小在電纜中微弱稱重信號的幹擾，應采用信號前端數字處理技術，使在電纜中傳輸的信號為 RS232C 格式的0/20 mA 數字信號。

2) 傳感器與接線盒的連線距離不超過 30 m。對於具有較大電磁幹擾的環境條件 (如有功率強大的變頻電源幹擾時)，稱重數傳器與顯示器之間的連接應采用專用屏蔽電纜，屏蔽電纜的屏蔽層應在顯示器一端接地。

3. 8 稱重係統設計時的注意事項

1) 對於不是計量起重量的全部 (卷筒上的鋼絲繩拉力不參加計重) 的係統，隨著起升高度的變化，參加計重的鋼絲繩長度隨之變化，從而引起同一質量在不同高度上顯示不同的數值。為解決此問題，需要在稱重係統中加入鋼絲繩補償裝置，將鋼絲繩變化信號輸入控製儀表，經過係統補償之後，顯示的質量便不再隨起升高度而變化。

2) 傳感器的安裝位置最好有利於防潮、防塵，以避免因潮濕和灰塵對係統精度的影響。

3) 稱重數傳器與多個傳感器並聯時，由於加載在傳感器的負荷相對比較集中，無法將單隻傳感器分別加載和對傳感器靈敏度補償調整，故建議選用傳感器靈敏度一致性相差≦ 0. 1% 進行配對成組。

3. 9 嚴格執行傳感器安裝工藝

傳感器在安裝時，如果由於工藝水平的差異引起傳感器水平、垂直方向的偏差，將導致傳感器受力不均，從而影響測量精度。

1) 在傳感器安裝過程中，應保證載荷的重力線與傳感器軸線在一條直線上，不得有其他的力矩作用在傳感器上。多個傳感器以上的場合應注意基礎水平、使每個傳感器受力均衡。

2) 傳感器在安裝時不允許進行任何焊接、鑽孔等相關的機械加工。

3) 安裝完傳感器後如需要噴漆，確保油漆不會滲透到傳感器和固定孔的間隙中。

4) 傳感器插頭的焊接嚴禁使用帶腐蝕性和導電性的助焊劑，而應使用鬆香等中型助焊劑。

3. 10 做好使用維護

在首次使用電子稱重係統時，必須按使用說明書進行仔細標定。為了保證係統的精度，在使用過程中應定期請當地計量部門對計量精度進行檢定，檢定周期一般為 6 個月。

4 結論

電子稱重係統是一種精密儀器，要想達到較好的稱量精度，需要對影響稱重係統精度的各項因素進行綜合考慮。

通過對影響電子稱重係統精度的因素的介紹，對冶金起重機電子稱重係統設計、製造、使用維護具有一定的參考價值。

參考文獻

［ 1］ 張質文，虞和謙，王金諾，等 . 起重機設計手冊［ M］ ． 中國鐵道出版社，1998.

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