稱重模塊靜態(tài)與動態(tài)載荷

在為某個應(yīng)用程序選擇稱重模塊時，考慮如何為稱重模塊施加載荷非常重要。料罐、料斗、料倉以及容器上的大多數(shù)稱重模塊應(yīng)用都使用靜態(tài)載荷。如果是靜態(tài)載荷的話，則幾乎或者根本不會對稱重模塊產(chǎn)生剪切力。像輸送裝置、管架、機械秤轉(zhuǎn)換等應(yīng)用以及帶有高功率攪拌機和混合機的秤使用動態(tài)載荷。使用動態(tài)載荷，在將產(chǎn)品放在秤上或進行加工的過程中會將水平剪切力傳輸至稱重模塊。請參閱第 6 章“壓式稱重模塊”，了解稱重模塊懸掛的類型以及其應(yīng)用參數(shù)。

采用多少個稱重模塊？

對于現(xiàn)有安裝而言，稱重模塊的數(shù)量取決于現(xiàn)有支撐的數(shù)量。如果一個料罐有四個支架，那么您就需要使用四個稱重模塊。
而對于新的安裝而言，好選擇三點支撐系統(tǒng)，因為其確保了在稱重模塊上分配正確的載荷。如果考慮風(fēng)、流體晃動或者地震載荷因素，那么料罐可能需要四個或四個以上的支撐來另外加固，防止其傾斜。
大多數(shù)的秤應(yīng)用都采用三個或者四個稱重模塊。梅特勒-托利多儀表可以計算四個、八個，甚至多的稱重模塊的輸出總和，但是出四個以后就很難達到平均分配重量以及調(diào)整移位。
要計算每個稱重模塊的必要量程，請用系統(tǒng)總量程除以支撐的數(shù)量?？偭砍桃獞?yīng)用安全系數(shù)，以防低估了重量或者重量分配不均。在第 6 章“壓式稱重模塊”和第 7 章“拉式稱重模塊”中講述了確定稱重模塊大小的程序。環(huán)境因素（如地震荷載和風(fēng)力荷載）也會影響應(yīng)用中稱重模塊的量程，請參見第 4 章“稱重模塊環(huán)境影響考慮因素”。
稱重模塊現(xiàn)場校準

另外一個要考慮的要素就是如何校準稱重模塊系統(tǒng)。如果您向現(xiàn)有料罐添加稱重模塊的話，可能需要改造料罐才能在上面懸掛合格的校驗砝碼。料罐至少要能夠支撐相當于產(chǎn)品凈重（規(guī)定量程）的 20%的重量。第 8 章“稱重模塊系統(tǒng)校準”中講述了一些現(xiàn)場校準的方法。
稱重模塊尺寸建議初始張力負載：一種用來確定桿秤秤桿的初始張力負載的方式就是用秤桿抬起桿秤秤桿。將提升點（比如夾鉗）連接至桿秤秤桿，并確保固定牢固。張力負載指的是必須施加到秤桿自由端的重量，這樣才能提起桿秤秤桿，根據(jù)秤桿支點的位置，用倍增器進行校準（請參見圖 2-7）。例如，如果支點距離秤桿置于提升點下方的一端 2 英寸 [5 厘米]，距離自由端 20 英寸，用必須添加至秤桿自由端的負載（單位：磅 [千克]）乘以 10，以確定張力負載的大?。▎挝唬喊?[千克]）。稱重模塊量程：秤的量程應(yīng)在其銘牌上標出，必要情況下將其換算成“磅 [千克]”。倍數(shù)：您可以將已知校驗砝碼添加到空秤的桿秤秤桿上，從而確定秤桿系統(tǒng)的倍數(shù)。倍數(shù)則為校驗砝碼值除以刻度盤上顯示的重量變化值。例如，如果刻度盤上的重量變化值為 2,000 磅 [1000 千克]，而桿秤秤桿上掛的是 5 磅 [2.5 千克] 的校驗砝碼，那么倍數(shù)則為 400。稱重模塊
通過秤桿確定桿秤秤桿上的初始張力負載。
換秤桿稱 換秤桿后就不再使用機械秤的秤桿和刻度盤。可以修改現(xiàn)有稱重平臺來支持壓式稱重模塊。這樣一來就會徹底轉(zhuǎn)變成電子秤。
確定系統(tǒng)精確度和可重復(fù)性
經(jīng)驗表明，完全由置于穩(wěn)固基礎(chǔ)上的稱重模塊支撐的料罐秤的精確度小于施加載荷（置于秤上的重量） 的 0.1%。如果這類秤經(jīng)過正確校準，就可以讀出置于其上面的重量的準確讀數(shù)。理論上，總負重量程的百分比應(yīng)該等于總計數(shù)（增量）的百分比。圖 3-2 闡釋了這一關(guān)系。
梅特勒托利多稱重模塊：理想量程與計數(shù)次數(shù)
如果秤的計數(shù)次數(shù)為 1,000，總量程為 5,000 磅 [2000 千克]，那么每一次的計數(shù)應(yīng)為 5 磅 [2 千克]。當把 2,500 磅 [1000 千克] 的重量置于秤上時，則計數(shù)次數(shù)應(yīng)為 500。如果重量為 5,000 磅 [2000 千克]，則計數(shù)次數(shù)應(yīng)為 1,000。不管是向秤上添加重量還是從秤上減去重量，這一關(guān)系都不會改。
如果秤未經(jīng)正確校準，這一理想的關(guān)系則未必正確。有四種主要的誤差會導(dǎo)致稱重不準：
?校準誤差
?線性誤差
?滯后誤差
?可重復(fù)性誤差
梅特勒托利多稱重模塊校準誤差
一些誤差是因為稱重設(shè)備沒有經(jīng)過正確校準。如果出現(xiàn)校準誤差（參見圖 3-3），計數(shù)次數(shù)與載荷的比
例仍是一條直線，因為這是在理想的秤狀況下。但是在滿載荷情況下，直線不能完全達到計數(shù)次數(shù)。重量和計數(shù)次數(shù)之間為線性關(guān)系，但并不準確無誤。這通常是由對秤進行電子校準時發(fā)生的誤差所致， 可以通過重新校準秤進行正。
線性誤差
線性指的是負載附加到秤上時，秤能夠保持計數(shù)次數(shù)與負載比例（圖中的一條直線）的一致性。如果
出現(xiàn)線性誤差，秤能夠在零載荷和滿載荷時正確讀數(shù)，但在兩點之間則無法正確讀數(shù)（請參見圖 3-4）。重量指示可能會高于實際重量（如圖所示），也可能會低于實際重量。
梅特勒托利多稱重模塊一般考慮因素
梅特勒-托利多 確定系統(tǒng)精確度和可重復(fù)性
滯后誤差
滯后指的是對于同一施加載荷的秤讀數(shù)的大差異，一個讀數(shù)通過從零增加負載得出，另外一個通過
從滿載減少負載得出。圖 3-5 所示為典型的滯后誤差。秤在零載荷和滿載荷時能夠準確讀數(shù)。逐漸向稱添加重量時，曲線低于直線，顯示的讀數(shù)過低。達到滿載后，重量逐漸減少，曲線高于直線，顯示的讀數(shù)過高。滯后指的是負載和卸載曲線之間的大差異；在本示例中出現(xiàn)在半載荷時。您應(yīng)當采取一些措施來減少配料稱、填料稱和計數(shù)稱應(yīng)用中的線性誤差和滯后誤差，特別是采用了全套秤的情況下。
梅特勒托利多稱重模塊可重復(fù)性誤差
可重復(fù)性指的是秤能夠在相同的環(huán)境狀況下多次添加或去除同樣的重量時顯示相同的讀數(shù)。它指的是
讀數(shù)之間的大差異，用施加載荷的百分比表示。例如，假設(shè)在量程 5,000 磅 [2500 千克] 的秤上放
置 10 次 5,000 磅 [2500 千克] 的重量，5,001 磅 [2500.5 千克] 為大讀數(shù)，而 5,000 磅 [2500 千克]
為小讀數(shù)。可重復(fù)性誤差則為 1 磅 [0.5 千克]，或者是秤體的施加載荷 (A.L) 的 0.02% (1/5,000)。注意：帶有施加載荷的秤體的可重復(fù)性誤差，如果施加載荷減少一半，則可重復(fù)性誤差也要減半。

壓式稱重模塊和拉式稱重模塊
稱重模塊分為兩種基本類型：
壓式稱重模塊旨在在稱重模塊頂部安裝料罐或其它結(jié)構(gòu)。拉式稱重模塊用于在稱重模塊上懸掛料罐或
一 其 它 結(jié) 構(gòu) 。
您應(yīng)該采用壓式稱重模塊還是拉式稱重模塊，這取決于具體的應(yīng)用。表 3-1 簡要介紹了影響稱重模塊選擇的一般設(shè)計考慮因素。
考慮因素
壓式稱重模塊與拉式稱重模塊的對比
設(shè)計考慮因素 壓式稱重模塊 拉式稱重模塊
地面空間 需要足夠的地面空間來容納料罐。料罐周圍可
能需要緩沖空間。 無需地面空間，并且可以懸掛起來，從而在料
罐下方自由移動。
結(jié)構(gòu)限制 不牢固的地面可能需要另外加固，或者特別進行安裝， 從而能夠承受料罐裝滿物料后的
重量。 不牢固的頂部支撐/天花板可能需要另外加固， 或者進行特別安裝，從而能夠承受料罐裝滿物
料后的重量。
重量限制 一般情況下無限制。甚至連載荷分配本身都帶有三個容器支撐，如果數(shù)量過四個就難達
到限制值。 拉式稱重模塊大可承受 20,000 磅 [10 噸] 的重量。這一限制和結(jié)構(gòu)因素會限制張力系統(tǒng)的
容量。
稱重傳感器校準 設(shè)計可能會有所不同，并且必須考慮地面的傾斜度、可用的支撐梁以及料罐的大小、形狀和
狀況。 元件校準不會有太大差別，因為拉式桿和其它支撐設(shè)備往往支持大多數(shù)傾斜度。

現(xiàn)實狀況下梅特勒托利多稱重模塊能夠獲得怎樣的精確度？
稱秤系統(tǒng)的精確度取決于所采用的稱重傳感器的質(zhì)量。您能夠從秤系統(tǒng)獲得的佳狀態(tài)也只是達到稱重傳感器的性能額定值。以下是優(yōu)質(zhì)的稱重傳感器的標準性能額定值：
? 非線性額定量程 (R.C.) 的 ±0.01%
?滯后：額定量程 (R.C.) 的 ±0.02%
? 綜合誤差：額定量程 (R.C.) 的 ±0.02% 到 0.03%
綜合誤差是由非線性和滯后聯(lián)合作用產(chǎn)生的誤差。圖 3-6 所示為稱重傳感器綜合誤差，即從零負載到額定量程之間的誤差帶。所有的重量讀數(shù)都應(yīng)在該 ￡ 誤差帶范圍內(nèi)。理想情況下，秤系統(tǒng)的精確度可以達到甚至過系統(tǒng)中單個稱重傳感器的精確度（系統(tǒng)量程的 0.02%，甚**）。但是，在現(xiàn)實狀況下，精確度會受到環(huán)境因素和結(jié)構(gòu)因素（如振動、溫度、活動至固定連接、管路以及模塊支撐完整
梅特勒托利多稱重模塊預(yù)測系統(tǒng)精確度
料罐秤的精確度由各種因素決定，包括儀表、稱重傳感器、安裝硬件、料罐設(shè)計、底座以及環(huán)境影響
因素。不同的應(yīng)用要求不同的稱重精確度。精確的配料或填料過程需要的精確度高于散裝存儲操作。表 3-2 詳細介紹了四種稱重精確度，并列出了會影響料罐秤達到這些精確度的性能的因素。遵循下表
中列出的建議將有助于確保料罐秤達到理想的精確度。
梅特勒托利多稱重模塊系統(tǒng)精確度總結(jié)
系統(tǒng)的真實精確度只能在安裝了整個系統(tǒng)后通過測試和驗證才能確定。安裝完所有的管路和系統(tǒng)組件
后，添加校驗砝碼或其它物料直至秤達到滿載量程，以對容器進行“測試”。這樣可以避免產(chǎn)生累積壓力，同時使系統(tǒng)穩(wěn)定下來。系統(tǒng)穩(wěn)定后，測試幾次（從零負載到滿載量程）以確定系統(tǒng)的終性能。從零負載開始，一步一步添加已知砝碼，直至達到系統(tǒng)的滿載量程。記錄每一步的標重。然后在從系統(tǒng)中取下砝碼的間隔讀取重量讀數(shù)。要確定系統(tǒng)的實際誤差，請將標重讀數(shù)與秤上添加的實際重量進行對比。


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