計量檢定電子秤的誤差及改進措施探究

顧濱

摘 ? 要：電子秤是生產生活中常用的衡器，可有效測定物品的質量。電子秤的計量原理是通過測定物品形變產生的力進而確定物品的質量。電子秤誤差來源包括鑒別力誤差、重復性誤差、檢測環境形成的誤差、四角偏載誤差、計量檢定誤差、重力加速度引起的誤差等。解決計量檢定電子秤誤差的方法包括提高傳感器質量、加強對檢定器具的檢測、對偏載誤差和重力加速度引起的誤差進行必要的調整改進。

關鍵詞：電子秤 ?計量檢定 ?誤差

中圖分類號：TH715.193 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）11（b）-0082-02

近年來隨著生活水平的不斷提高，越來越多的消費者開始注重自身的合法權益，在購物過程中，對物品質量檢定十分關注。電子秤是計量物品質量的重要器具，其出現誤差是十分普遍的現象。電子秤誤差的存在不僅會影響對物品計量的準確性，同時也會對消費者合法權益產生不利的影響。因此，必須加強對電子秤誤差的計量檢定，并制定相應的改進措施，在維護市場秩序的同時也保護消費者的合法權益。

1 ?電子秤工作原理

地球上的任何物品均有質量，因而也存在重力，物品在重力的作用下會發生相應的形變。電子秤的計量原理是通過測定物品形變產生的力進而確定物品的質量。使用電子秤計量物品質量時，將物品放在稱重臺上，物品因重力作用所產生的形變信號會傳遞給稱重傳感器，傳感器在重力作用下發生相應的彈性形變，并在一定范圍內輸出與物品的質量成比例的電壓信號，這種信號經光電轉換并被放大，最后輸出數字信號在稱重顯示器上顯示相關的數值，最終得到有效稱重。

2 電子秤的誤差來源

2.1 鑒別力誤差

鑒別力可反映出電子秤對載荷微小變化的反應水平。鑒別力計量測試可有效檢驗秤體結構的連接和摩擦情況，而這些摩擦和應力就是鑒別力誤差的主要來源。鑒別力主要反映出微小的變化，因此稱重儀表和稱重傳感器的分辨力對鑒別力誤差也會產生較大的影響。

2.2 重復性誤差

重復性誤差是指在相同環境及相同負荷情況下，連續多次進行實驗所得稱重傳感器輸出的讀數之間的差異值。重復性誤差除了由電子秤本身元器件所形成外，還與稱重時的風力、重力場、溫濕度等環境因素密切相關。

2.3 檢測環境所形成的誤差

電子秤在計量檢定的環境中，如溫濕度、陽光是否直射等均是造成檢測數據誤差的重要因素。例如相同的電子秤在一年四季中對相同物品進行檢定均會得到不同的計量數據。這種微小的誤差具有一定的規律，需要計量檢定人員在工作中不斷探索并加以修正，這樣才能提高計量檢定數據的客觀性與可靠性。

2.4 計量檢定誤差

計量檢定誤差主要由傳感器稱重的非線性變化引起。電子秤的稱重傳感器內部結構較為精密，極易受到外部環境的各種因素的影響，如外部的溫差、灰塵以及其他物品的沖擊力等，進而使得稱重傳感器所承受的負載能力與相對應的電壓輸出值之間的線性關系轉變為非線性關系，進而影響電子秤稱重傳感器的計量的準確性。稱重臺擦靠也會引起計量檢定誤差。擦靠是指稱重物體的重量并沒有完全傳遞到電子秤的傳感器上，這樣導致輸出的信號值變小，進而形成誤差。稱重臺擦靠會導致所測定的物品的質量比實際值偏小，原因在于一部分物體質量被擦靠物體所分散，對于質量越大的物品，這種檢定值的偏差就越明顯。

2.5 四角偏載誤差

電子秤傳感器的靈敏度出現偏差也會引起四角偏載誤差。一般而言，物品放在托盤中的任何位置上均不會對測定結果產生影響，然而由于一些電子材料不同，如傳感器彈性、電阻工藝存在偏差，導致生產出的傳感器所對應的激勵電壓的穩定性較差，電壓無法穩定，這樣會導致傳感器上面所輸出的信號發生差異，進而形成四角偏載誤差。目前一些生產電子秤的企業會在傳感器的分路用多個電位器連接起來以此降低四角偏載誤差，對這些電位器的電阻進行調節，就可確保分路輸出信號的穩定性，進而減少四角偏載誤差。

2.6 重力加速度引起的誤差

重力加速度也會影響電子秤的計量準確性。稱重分為利用力的動力效應稱重和利用力的靜力效應稱重。電子秤稱重主要是利用靜力場效應，即利用物品在重力作用下發生形變的力的大小測定物品的質量。電子秤采用重力進行標定，顯示的結果為重量，如果各地重力加速度有所不同，則最后稱重的結果會有較大的差異。

3 ?計量檢定電子秤誤差的優化改進措施

3.1 提高傳感器的質量

傳感器質量不過關必然會引起計量檢定電子秤的誤差，因此必須提高傳感器的質量。第一，傳感器要滿足電子秤所屬的機械傳力和構造傳力的特性，同時還要與市場上主流傳感器的參數保持一致，這樣一旦傳感器質量不合格，可及時更換。第二，要確保電子秤激勵電壓的穩定性。傳感器傳力構造的核心在于傳感器自身負荷必須與被測定物品的重量呈正比，只有確保這一關鍵點，才能有效降低電子秤的誤差。

3.2 加強對檢定器具的監測

檢驗部門嚴格執法是降低電子秤誤差的重要措施之一。首先要將所有需要計量檢定的電子秤定期送至指定部門進行檢定和維修，這樣才能從根本上保證計量器具的準確性和客觀性。對于不合格的計量器具，則需要嚴格回收處理，并杜絕再次使用。如果砝碼老化或磨損嚴重，則需要根據計量檢定技術標準及時銷毀并更換新的標準器具，這樣才能保證電子秤誤差被消除，進而保證測量值的穩定，讓測量結果更為可靠。

3.3 偏載誤差調整

要調整偏差誤差，就要對電子秤進行定期檢定，選取角差調整程序進行自動調整。選取合理的壓角方式，在所有承重點傳感器位置充分了解數據，并設定相關參數，按照儀表的相關提示，設定恒定物調整壓角，這樣才能有效對偏載誤差進行調整。

3.4 重力加速度引起的誤差改進措施

重力加速度對稱量結果的影響的改進措施有：（1）電子秤本身設計軟件進行重力不暢，如一些廠家生產的ACS系列電子秤可直接輸入使用地的重力加速度，由單片機自動處理后進行異地校準。（2）利用電子秤本身設置的一組二進數的開關，通過改變開關的狀態改變相應的放大倍數，對重力加速度引起的誤差進行修正調整，也可利用電位器進行調整。（3）生產電子秤的廠家可根據電子秤使用地與本地的重力加速度差值進行折算，然后再進行調整。（4）利用自動標定法進行調整。電子秤運到使用地之后，可在電子秤上放置標準質量的砝碼，輸入到操作系統中，經未處理獲得砝碼的標稱值，這樣就可實現自動標定。

4 ?結語

計量檢定與人們的生產生活密切相關。減少電子秤在計量檢定中的誤差值對于保障消費者合法權益，維護市場秩序具有重要意義。電子秤是人們日常生活不可或缺的重要計量工具，因此對電子秤進行計量檢定時，必須充分了解電子秤的內部結構，了解電子秤的工作原理，并掌握電子秤的各種計量誤差來源及成因，然后才能結合所學專業知識制定相應的誤差改進措施，在提高電子秤計量準確度的同時，也盡可能保障消費者的合法權益。

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