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(jī)械秤轉(zhuǎn)換等應(yīng)用以及帶有高功率攪拌機(jī)和混合機(jī)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(jìn)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(diǎn)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(dá)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(zhǔn)

另外一個要考慮的要素就是如何校準(zhǔn)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(dāng)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(zhǔn)”中講述了一些現(xiàn)場校準(zhǔn)的方法。
梅特勒托利多稱重模塊確定系統(tǒng)分辨率
非交易過程稱重
稱重傳感器和儀表結(jié)合來產(chǎn)生所需系統(tǒng)分辨率或增量的能力水平可通過以下公式計算得出：
信號強(qiáng)度 = 所需增量大小 × 稱重傳感器輸出 (mV/V)* × 激勵電壓 × 1,000
（伏特每增量） 單個稱重傳感器量程 × 稱重傳感器數(shù)量
*大多數(shù)梅特勒-托利多稱重傳感器的輸出為 2 mV/V。
在公式中輸入所需增量，同時輸入稱重傳感器和儀表參數(shù)，始終采用相同的重量單位。如果信號強(qiáng)度
（伏特每增量）低于儀表允許的小值，系統(tǒng)就可以提供所需的分辨率。
梅特勒托利多稱重模塊示例 1：
假設(shè)假設(shè)料罐秤的儀表上安裝了四個 5,000 磅稱重傳感器 (2 mV/V)，儀表激勵電壓為 15 VDC，小值為
0.1 微伏每增量，顯示的大增量為 100,000。您想要稱起的重量達(dá) 15,000 磅，增量為 2 磅（顯示的增量為 7,500）。根據(jù)公式算出所需的信號強(qiáng)度：
2 lb × 2 mV/V × 15 VDC × 1,000 = 3.0 微特每增量
5,000 lb × 4
儀表的可取的小信號強(qiáng)度為 0.1 微伏每增量。由于根據(jù)公式計算得出的信號為 3.0 微伏每增量，大于
該 0.1 微伏每增量，因此您能夠顯示 2 磅增量。
示例 2：
假設(shè)料罐秤的儀表安裝了四個 1100 千克的稱重傳感器 (1.94 mV/V)，儀表的激勵電壓為 5 VDC，小值為 0.1 微伏每增量，顯示的大增量為 100,000。您想要稱起的重量達(dá) 1,000 千克，增量為 0.2 kg（顯示的增量為 5000）。根據(jù)公式算出所需的信號強(qiáng)度：
0.2 kg × 1.94 mV/V × 5 VDC × 1,000 = 0.44 微伏每增量
1100 kg × 4
儀表的可取的小信號強(qiáng)度為 0.1 微伏每增量。由于根據(jù)公式計算得出的信號為 0.44 微伏每增量，大
于該 0.1 微伏每增量，因此您能夠顯示 0.2 千克增量。
合法貿(mào)易交易稱重
如果您用砝碼稱重來購買和/或銷售物料，分辨率或增量則會受到秤的許可的限制。下面一部分介紹合
法貿(mào)易應(yīng)用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及這些標(biāo)準(zhǔn)對稱分辨率的限制。
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(dá)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(biāo)準(zhǔn)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(fù)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(dá)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(xì)介紹了四種稱重精確度，并列出了會影響料罐秤達(dá)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(dá)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(dá)到滿載量程，以對容器進(jìn)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(fù)載到滿載量程）以確定系統(tǒng)的終性能。從零負(fù)載開始，一步一步添加已知砝碼，直至達(dá)到系統(tǒng)的滿載量程。記錄每一步的標(biāo)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(biāo)重讀數(shù)與秤上添加的實際重量進(jìn)行對比。

稱重模塊尺寸建議初始張力負(fù)載：一種用來確定桿秤秤桿的初始張力負(fù)載的方式就是用秤桿抬起桿秤秤桿。將提升點(diǎn)（比如夾鉗）連接至桿秤秤桿，并確保固定牢固。張力負(fù)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(diǎn)的位置，用倍增器進(jìn)行校準(zhǔn)（請參見圖 2-7）。例如，如果支點(diǎn)距離秤桿置于提升點(diǎn)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(fù)載（單位：磅 [千克]）乘以 10，以確定張力負(fù)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(biāo)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(fù)載。
換秤桿稱 換秤桿后就不再使用機(jī)械秤的秤桿和刻度盤?？梢孕薷默F(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。
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(jìn)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(jìn)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(dá)
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(zhǔn) 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(zhǔn)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。

梅特勒托利多稱重模塊撞擊載荷
秤發(fā)生撞擊荷載可能是偶然狀況，或者是由其操作本身造成，在設(shè)計過程中要考慮到這一狀況，特別是料斗秤、臺秤和皮帶秤。它是由秤上重量的突變所致，例如，當(dāng)物體掉到或者跌落到秤上時。典型的例子就是對鐵屑進(jìn)行稱重，通過電磁收集器為稱裝載；以及用來對鑄件稱重的地秤，它用高架起重機(jī)將鑄件裝至秤上。如果沖擊力過強(qiáng)，您就需要安裝較大容量的稱重傳感器，或者采取其它措施限制外加負(fù)載。
為消除掉落物體產(chǎn)生的沖擊荷載，您必須清楚掉落物體的重量，掉落的垂直距離、空秤結(jié)構(gòu)的重量、稱重傳感器的數(shù)量以及稱重傳感器的額定量程和彎曲度。梅特勒-托利多數(shù)據(jù)表中列出了后者。
為消除降落物體（特別是吊車荷載應(yīng)用）產(chǎn)生的撞擊荷載，您必須清楚降落物體的重量、降落速度、空秤結(jié)構(gòu)的重量、稱重傳感器的數(shù)量以及稱重傳感器的額定量程和撓曲度。
梅特勒托利多稱重模塊“壓式稱重模塊”或第 7 章“拉式稱重模塊”中所述的標(biāo)準(zhǔn)方式確定稱重傳感器/稱重模塊的大小。然后檢查撞擊荷載能否對其造成損壞。找出載荷狀況差的稱重傳感器，并用以下等式之一估算掉落或降落載荷附加至該稱重傳感器的大載荷。
MMAX = 掉落或降落載荷在差的稱重傳感器上產(chǎn)生的大負(fù)載（單位：lb [kg]）。M1 = 差的稱重傳感器所承載的掉落或降落載荷部分（單位：lb [kg]）。
梅特勒托利多稱重模塊M2 = 差的稱重傳感器所承載的秤的固定負(fù)載部分（單位：lb [kg]）。
H = 物體掉落的高度（單位：英寸 [毫米]）
四 R.C. = 稱重傳感器的額定量程 (Emax)（單位：lb [kg]）。需要的話，請將其它單位換算成 lb 或 kg。
? = 額定量程下，稱重傳感器的傾斜度（單位：英寸 [毫米]）。如果應(yīng)用中使用了防震墊/減
振墊，請參見下面的“使用防震墊/減振墊”。
V = 物體降落的速度（單位：in/s [mm/s]）
環(huán) 克 = 重力加速度 = 386 in/s2 [ = 9,810 mm/s2 ]
MMAX 應(yīng)小于稱重傳感器或稱重模塊額定量程（單位：lb [kg]）。這些等式計算得出的是秤結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重
傾斜時的保守結(jié)果，例如，當(dāng)負(fù)載掉落到相對合規(guī)的帶有 4 個稱重傳感器的地秤中心位置時。注意， 等式可用于僅帶有稱重傳感器的稱重模塊，并且一般情況下，稱重模塊的傾斜度被假定為相應(yīng)稱重傳感器的傾斜度。計量單位保持一致，請使用 lb、in、in/s 和 in/s2 或 kg、mm、mm/s 和 mm/s2。
如果需要采取其它措施消除撞擊荷載，*較大量程的稱重傳感器/稱重模塊是一種可行的解決方案， 或者您可以考慮一下方案之一：
?改變過程，從而降低物體置于秤上時產(chǎn)生的撞擊荷載。
?切割或壓式物料以減小料塊大小。
?在秤臺上添加一些雜物。
?使用減震物料，如防震墊/減振墊、螺旋彈簧、鐵路枕木或者致密砂巖來抑制沖擊力。

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