稱(chēng)重指示器鼓勵(lì)反應(yīng)功用的評(píng)論
上海香川電子衡器有限公司

【摘 要】 這篇文章評(píng)論了稱(chēng)重指示器鼓勵(lì)反應(yīng)功用的需求及測(cè)驗(yàn)辦法，對(duì)關(guān)聯(lián)規(guī)范的有關(guān)需求和測(cè)驗(yàn)辦法提出了修正意見(jiàn)。
【關(guān)鍵字】 稱(chēng)重指示器；鼓勵(lì)反應(yīng)；信號(hào)電纜長(zhǎng)度
導(dǎo)言
GB/T 23111-2008《非主動(dòng)衡器》同等選用OIML R76-2006《非主動(dòng)衡器》，比較于前一版的OIML R76，新版本引進(jìn)了模塊的概念，并因此引出了用不一樣生產(chǎn)商制作的稱(chēng)重傳感器、稱(chēng)重指示器等模塊能否組成合格衡器的疑問(wèn)。為處理該疑問(wèn)，R76-2006的3.10.2.3條對(duì)非主動(dòng)衡器提出了兼容性的需求，并在附錄F中規(guī)則了對(duì)稱(chēng)重指示器的兼容性的檢測(cè)辦法。R76附錄F中對(duì)稱(chēng)重指示器規(guī)則了為斷定zui大信號(hào)電纜長(zhǎng)度而需求進(jìn)行的鼓勵(lì)主動(dòng)抵償功用（即鼓勵(lì)反應(yīng)功用，或稱(chēng)長(zhǎng)線主動(dòng)抵償功用）的測(cè)驗(yàn)辦法。R76-2006中關(guān)于稱(chēng)重指示器的內(nèi)容吸收了WELMEC 2.1《稱(chēng)重指示器實(shí)驗(yàn)攻略（非主動(dòng)衡器）》中的思維，因此這篇文章中咱們從WELMEC 2.1《稱(chēng)重指示器實(shí)驗(yàn)攻略（非主動(dòng)衡器）》開(kāi)端評(píng)論這個(gè)論題。
1 疑問(wèn)的提出
R76將非主動(dòng)衡器的zui大允差按差錯(cuò)分配系數(shù)Pi分配給組成衡器的各個(gè)模塊，并要滿(mǎn)意下式的需求：
P12 +P2 2+P3 2+… ≤ 1
銜接稱(chēng)重指示器與稱(chēng)重傳感器的信號(hào)電纜也會(huì)引進(jìn)差錯(cuò)。R76將該差錯(cuò)合并在分配給稱(chēng)重指示器的差錯(cuò)中。信號(hào)電纜導(dǎo)致稱(chēng)重差錯(cuò)的首要要素是阻抗，關(guān)于一般的直流鼓勵(lì)的稱(chēng)重外表即是電纜的直流電阻。穩(wěn)定溫度下信號(hào)電纜電阻導(dǎo)致的差錯(cuò)在標(biāo)定進(jìn)程中就主動(dòng)校對(duì)了，而環(huán)境溫度改動(dòng)導(dǎo)致的電纜電阻改動(dòng)將能夠?qū)е潞馄鬟\(yùn)用中的稱(chēng)量差錯(cuò)。R76和WELMEC 2.1以為該差錯(cuò)是斷定信號(hào)電纜長(zhǎng)度的決定要素。
2 WELMEC 2.1《稱(chēng)重指示器實(shí)驗(yàn)攻略（非主動(dòng)衡器）》的測(cè)驗(yàn)辦法
WELMEC是歐盟成員國(guó)法定計(jì)量組織與EFTA之間的一個(gè)協(xié)議。WELMEC 2.1《稱(chēng)重指示器實(shí)驗(yàn)攻略（非主動(dòng)衡器）》是一個(gè)引薦性的攻略[1]，但它的首要思路已體現(xiàn)在R76-2006中。WELMEC 2.1的附錄5“稱(chēng)重傳感器接口的實(shí)驗(yàn)”具體介紹了斷定zui大電纜長(zhǎng)度的實(shí)驗(yàn)辦法。其斷定電纜電阻發(fā)生的zui大答應(yīng)差錯(cuò)E纜用下圖表明：
圖1 分配給信號(hào)電纜的zui大答應(yīng)差錯(cuò)
上圖中，ES為稱(chēng)重指示器在工作溫度上限和工作溫度下*程改動(dòng)量的一半。
WELMEC 2.1以為電纜導(dǎo)致衡器的差錯(cuò)是因?yàn)殡娎|電阻的改動(dòng)影響到了稱(chēng)重傳感器的鼓勵(lì)電壓，然后發(fā)生了差錯(cuò)，并由此推導(dǎo)了核算公式和測(cè)驗(yàn)辦法。
圖2 WELMEC 2.1測(cè)驗(yàn)傳感器接口的原理圖
WELMEC 2.1的實(shí)驗(yàn)辦法是：先按稱(chēng)重外表答應(yīng)銜接的傳感器個(gè)數(shù)挑選Rex，再挑選不一樣的Rc丈量zui小載荷下和zui大載荷下的示值，核算單位Rc對(duì)量程改動(dòng)的影響Sx，再用下式核算zui大電纜電阻：
R纜=E纜`max×5/Sx[Ω]
其間 E纜`max =（pi×mpe×100）/（n`max×e）-Es
再依據(jù)導(dǎo)線的截面積和電阻率核算出zui大電纜長(zhǎng)度。
因?yàn)榱€制稱(chēng)重指示器對(duì)鼓勵(lì)電壓的改動(dòng)起到了抵償作用，因此電纜電阻的改動(dòng)影響到了稱(chēng)重傳感器的鼓勵(lì)電壓然后發(fā)生了差錯(cuò)的定論是過(guò)錯(cuò)的。盡管如此，WELMEC 2.1的測(cè)驗(yàn)程序仍是有意義的，僅僅該測(cè)驗(yàn)辦法固定了一些參數(shù)，對(duì)運(yùn)算進(jìn)行了簡(jiǎn)化。固定的參數(shù)是：zui大工作溫度規(guī)模是50℃，溫度的改動(dòng)規(guī)模為zui大工作溫度的1/2，即25℃；導(dǎo)線電阻的溫度系數(shù)α取為4×10-3。
在實(shí)踐中，按此辦法對(duì)有的稱(chēng)重指示器測(cè)驗(yàn)和核算出的信號(hào)電纜zui大長(zhǎng)度有能夠到達(dá)難以想象的如數(shù)千米的長(zhǎng)度。
3 OIML R76的測(cè)驗(yàn)辦法
R76-2006 的C.3.3.2.5 規(guī)則了電纜導(dǎo)致差錯(cuò)的上限Δspan（ΔT）為“溫度導(dǎo)致的稱(chēng)重指示器zui大量程差錯(cuò)與答應(yīng)差錯(cuò)限值之間的差被為主動(dòng)抵償設(shè)備對(duì)量程抵償作用的極限。無(wú)論如何，由抵償發(fā)生的作用不該大于zui大答應(yīng)差錯(cuò)值乘以pi的三分之一。”即要滿(mǎn)意
Δspan（ΔT） ≤ pi × mpe - Emax（ΔT）
和 Δspan（ΔT） ≤ 1/3 pi × mpeabs
如下圖所示：
圖3 R76-2006規(guī)則的zui大答應(yīng)電纜導(dǎo)致的量程改動(dòng)
R76-2006中C.3.3.2規(guī)則了電纜zui大長(zhǎng)度的測(cè)驗(yàn)辦法：用分流電阻模仿銜接傳感器的zui大數(shù)量，用電阻模仿鼓勵(lì)線和主動(dòng)抵償線的電阻。將稱(chēng)重指示器、模仿電纜和稱(chēng)重傳感器銜接好后先進(jìn)行校準(zhǔn)，再按zui大工作溫度規(guī)模（例如50℃）內(nèi)電阻的改動(dòng)值在兩個(gè)方向上改動(dòng)電纜電阻，量程的改動(dòng)均不超越Δspan（ΔT）。
R76-2006與WELMEC 2.1的規(guī)則有所不一樣，相對(duì)說(shuō)來(lái)，R76的辦法更為簡(jiǎn)略、科學(xué)和緊密些。
4 信號(hào)電纜對(duì)非主動(dòng)衡器準(zhǔn)確度影響的剖析
實(shí)際上在六線制稱(chēng)重指示器情況下，信號(hào)電纜電阻的改動(dòng)導(dǎo)致的量程改動(dòng)是因?yàn)殡娎|電阻Rc與鼓勵(lì)反應(yīng)電路輸入阻抗Rf構(gòu)成的分壓改動(dòng)形成的。由此能夠預(yù)算出鼓勵(lì)反應(yīng)電路輸入阻抗的zui小值Rf min。假設(shè)Rf min>>Rc，可按下式近似預(yù)算：
Rf min≥2×ΔRTemp×nind/Δspan（ΔT）
式中nind為稱(chēng)重指示器的zui大檢定分度數(shù)，ΔRTemp為在工作溫度規(guī)模內(nèi)電纜電阻的改動(dòng)量。
ΔRTemp = Rcable×α×（Tmax-Tmin）
式中α 為電纜資料電阻率的溫度系數(shù)，例如銅為 0.00391/K
例如，外表的zui大檢定分度數(shù)nind=5000，描繪的zui大電纜電阻Rcable=10Ω，工作溫度規(guī)模-10℃到40℃，
ΔRTemp=10×0.00391×（40-（-10））=1.955（Ω）
zui大答應(yīng)的電纜導(dǎo)致的量程改動(dòng)Δspan（ΔT）=0.5e，則鼓勵(lì)反應(yīng)電路的zui小輸入阻抗Rf min為
Rf min≥2×1.955×5000/0.5=39100（Ω）
鼓勵(lì)反應(yīng)電路的輸入阻抗也可用鼓勵(lì)電壓除以鼓勵(lì)反應(yīng)電路的輸入偏置電流來(lái)預(yù)算。
使用現(xiàn)代的電子技術(shù)及元件，鼓勵(lì)反應(yīng)電路的輸入阻抗能夠輕松到達(dá)乃至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越上述目標(biāo)，此刻約束信號(hào)電纜zui大長(zhǎng)度的要素就不是鼓勵(lì)反應(yīng)功用，而是因?yàn)楣膭?lì)線電阻的壓降形成稱(chēng)重傳感器鼓勵(lì)電壓降低，使每檢定分度值輸出的信號(hào)電壓降低，有能夠滿(mǎn)意不了稱(chēng)重指示器對(duì)每個(gè)檢定分度值z(mì)ui小信號(hào)電壓的需求，因此不滿(mǎn)意衡器的兼容性需求。
5 主張R76的修正內(nèi)容
歸納以上所述，按鼓勵(lì)反應(yīng)功用來(lái)斷定zui大信號(hào)電纜長(zhǎng)度是不全部不緊密的，在衡器兼容性審閱中僅簡(jiǎn)略地用zui大電纜長(zhǎng)度或zui大電纜電阻來(lái)判別衡器是不是合格也是不合適的。
按R76 C.3.3條的需求，鼓勵(lì)主動(dòng)抵償功用在zui大鼓勵(lì)電壓、zui多數(shù)量的稱(chēng)重傳感器、zui大電纜長(zhǎng)度的條件進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，這里沒(méi)有規(guī)則也不該該規(guī)則在zui高靈敏度下進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。主張R76往后的新版本應(yīng)進(jìn)一步清晰這一點(diǎn)，或一致規(guī)則在zui大信號(hào)電壓下進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，一起在兼容性核對(duì)中核對(duì)每檢定分度值的zui小信號(hào)電壓時(shí)，要添加思考信號(hào)電纜的電壓降的需求。
6 定論
稱(chēng)重指示器的鼓勵(lì)反應(yīng)功用有必要進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，但應(yīng)進(jìn)一步清晰合理的測(cè)驗(yàn)辦法。約束信號(hào)電纜zui大長(zhǎng)度的要素，不只僅為鼓勵(lì)反應(yīng)功用，還應(yīng)思考是不是滿(mǎn)意每個(gè)檢定分度值的zui小信號(hào)電壓的需求。這樣的歸納思考的結(jié)果是，在銜接傳感器數(shù)量較少時(shí)，能夠用更小截面或更大長(zhǎng)度的信號(hào)電纜，一起避免了現(xiàn)有規(guī)范中能夠呈現(xiàn)的不滿(mǎn)意兼容性需求的縫隙。