作为年生产不锈钢能力达到60 万吨的大型钢铁企业，深入推进专业化、精品化发展战略，技术装备水平、自主创新能力和核心竞争力进一步提升，随着规模的日益扩大，大型衡器每年都在增多，如上百吨的电子汽车衡、料斗秤、钢包秤、轨道衡、料位计等，因没有大吨级标准砝码、使校准工作成为一大难题，笔者通过应用实践总结出一套简单易行的模拟校准方法，起到了良好的应用效果。现就大型工艺衡器模拟校准问题根据实际处理情况进行分析与大家共同探讨。
    1 衡器原理及组成
    衡器一般主要由秤台、称重显示控制器、称重传感器三大部分组成。其原理是利用电阻应变原理称重，在称重传感器的弹性体上贴着应变计，应变计组成应变电桥。应变电桥输出的模拟信号汇总接线盒由接线盒送入称重显示控制器进行信号放大，A/D 转换、CPU 处理转换成数字信号在显示窗口显示质量值，或经标准输出口送至微机、打印机、大屏等系统设备进行处理。
    2 衡器准确度应满足技术使用要求
    要想保证一台衡器的使用准确度，必须确保各组件质量完好和性能可靠，并具备合理的安装工艺和校验手段。一要检查承载器的制作质量，保证承载器的刚性、强度、及其设计的合理性；二要检查承载器安装工艺，确认传感器安装位置的合理性，保证承载器负载时各支撑传感器受力尽量均匀；三要核查基础尺寸和结构支撑件是否完好，安装是否符合要求，保证基础（结构）支撑件的承载力和平整度及稳定性；四要确认仪表及传感器的精度等级，保证称重显示器的线性、灵敏度和稳定性，保证称重传感器的准确度、可靠性和输出信号的一致性；五要确保数字电压表和信号发生器的精度等级符合技术要求。
    3 称重传感器和称重显示器的匹配
    为保证显示器的正常工作，要求传感器最大输出电压Vi 小于显示器的最大输入电压Vmax，每个显示码输入电压Vd 应大于显示器的输入灵敏度。公式如下：
    Vi=V×S
    Vd=[(Q1×S×V)/Q2×n]×Q1
    ViL=Q1×S×V/Q2×n
    式中：Vi- 传感器最大输出电压（mv）
    Vd- 每个显示码输入电压[uv/(Kg·t)]
    ViL- 额定量程时传感器的输出电压（mv）Q1- 额定量程
    Q2- 传感器规格（吨位）
    V- 传感器激励电压（v）
    S- 传感器的输出灵敏系数的平均值（mv/v）n- 选用传感器的只数
    每个显示器可激励传感器只数的确定：n=（显示器工作电流×传感器输入电阻） / 传感器工作电压。经计算符合范围内即为匹配，否则应更换传感器量程或调整显示器量程及显示分度，直到匹配为止，在此不作赘述。
    4 模拟校准方法
    4.1 安装前的实验室模拟校准
    具体步骤如下：首先确认选定各传感器输出灵敏度一致，并依据上述方法确认传感器与仪表相匹配；第二用模拟信号发生器和选定的显示器组秤，检查连接无误后给显示器上电并输入相应系统参数，使仪表处于正常称重工作状态；第三依据选定的传感器（如：量程50 吨，数量4 只，灵敏度2mV/V）和该衡器的额定量程(如量程150吨，分度值50 公斤，激励电压12V)及承载器的自重（如约为18 吨），结合上述公式，计算承载器空载时传感器的输出电压Vo=18×2×12/50×4=2.16 （mv）， 额定量程时传感器的输出电压ViL=100×2×12/50×4=12 （mv）。一吨载荷对应称量信号为ViL/100=0.12mV；第四用模拟信号发生器给显示器输入信号，并用高精度数字电压表并接在模拟信号发生器输出正负端进行相应检测，输入标准mv 信号，在输入为2.16mV 时校验零点，在输入ViL+Vo （即为14.16mV） 时输入100 吨，校验量程的准确性。（校验方法参照仪表技术说明书）；第五用模拟信号发生器回检下列各称量点，确认显示表线性状态是否良好。若显示值与标准信号一一对应，证明显示表线性状态良好；第六卸下模拟信号发生器，到现场后连接传感器、接线盒及显示器，检查连接无误后给显示器上电，进入称重状态，清零后即可投入使用；第七用小吨位砝码验证秤量的准确性（有条件的可以用替代校验法多验证几个秤量点则更具说服力），校验完毕。
    4.2 安装后在线模拟校准
    具体操作步骤为：第一衡器安装完毕，安装质量检查无误后，给显示器上电并输入相应系统参数，使仪表处于正常显示称重工作状态；第二各传感器零点输出的一致性调整。承载器空载，仪表清零，依次卸下各个传感器的正负输出端，用高精度数字电压表分别并接在各传感器的正负输出端，检测各传感器零点输出毫伏值是否一致。若不一致可调整接线盒内相应电位器；第三传感器负载输出的一致性的调整。找一大于或等于20%FS 最大称量恒定质量的重物分别放置在传感器1、2、3…各位置，记录重物在各传感器位置上时的示值。若不一致：一是依次卸下相应传感器的正负输出端，用高精度数字电压表检测各传感器正负输出端，观察重物在各传感器位置上时，输出毫伏值是否一致。二是轻微调整接线盒内相应电位器，修正各传感器输出的一致性；第四计算秤满量程时接线盒的总输出端。假设衡器的最大量程为100吨，分度值50 公斤，传感器量程为50吨，传感器的输出灵敏系数的平均值（2mv/v）。检测传感器零点输出信号Vo （Vo=4mV）， 依据公式Vm=ViL+Vo，ViL 经上述公式计算可得ViL=16mV，则Vm=ViL+Vo=20mV， 一吨载荷对应称量信号为ViL/100=0.16mV；第五在接线盒内卸下传感器，接入模拟信号发生器，并用高精度数字电压表并接在接线盒的总输出正负端进行相应检测，输入标准mv 信号,在输入为4mv 时校验零点，在输入为20mV 时输入100 吨，校验量程的准确性；第六解除模拟信号发生器，重新接入传感器，用小吨位砝码验证秤量的准确性（有条件的可以用替代校验法多验证几个秤量点，更具说服力）；第七回检各称量点，确认衡器线性状态是否良好。在接线盒内卸下模拟信号发生器，重新接入传感器，并用高精度数字电压表并接在接线盒的总输出正负端进行相应检测，进入正常称量状态。依据仪表显示值，分别注入不同吨位的物料，记录检测的相应电压值VS，与应输出的标准电压值相比较，依据下述公式计算，假设记录的显示值分别为10 吨、25 吨、50 吨、100 吨，相应的实际检测信号电压VS 分别为5.598mv、7.995mv、11.989mv、19.978mv
    VB=P×mv/t VE=VS- VB
    相应误差量WE= VE
    m/t E=1000WE/P
   各秤量误差率在±5/1000 之间，证明该衡器非线性能满足工艺秤精度要求。两种模拟校验方法具体情况应具体对待：安装前的实验室模拟校准，简洁、易行，因校验中无法考虑到零点的偏差、传感器的非线性误差和受力的偏载的大小及承载器辅助设备的牵拉等影响因素，误差较大；安装后的在线模拟校准与前者相比较，因消除了零点的偏差和部分偏载及承载器辅助设备的牵拉影响因素，因此准确性要高于前者，而且他更具有实地操作性。
    5 结束语
    作为冶金行业各种大型工艺衡器设备较多，在日常校验校准问题上都感到较为困难，通过我们的实际摸索与实践，提出了以上实用模拟校准方法与大家共同探讨。上述两种方法应用于计量精度要求不高（5/1000 左右） 的大型工艺衡器的校准。前者可远程操作，省时省力，方便快捷；后者，实地操作性强，尤其适合在生产中设备的校准工作。两者投入成本低，便于操作，值得推广和应用。

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