依據(jù)OIMLR76-12006( E) 版的規(guī)定, 可以對(duì)數(shù)字稱(chēng)重儀表進(jìn)行全性能試驗(yàn), 并頒發(fā)OIML型式批準(zhǔn)證書(shū), 這為衡器用戶提供了更為廣泛的選擇空間。而作為計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)在對(duì)數(shù)字式稱(chēng)重儀表進(jìn)行型式評(píng)價(jià)試驗(yàn)工作時(shí), 可依據(jù)新版建議中提供的檢測(cè)方法進(jìn)行測(cè)量。本文將依據(jù)OIMLR76-12006( E) 版, 并結(jié)合相關(guān)的文獻(xiàn)對(duì)數(shù)字稱(chēng)重儀表檢測(cè)進(jìn)行簡(jiǎn)要的說(shuō)明。
OIMLR76《非自動(dòng)衡器》建議一個(gè)非常重要的變化是明確了可以單獨(dú)對(duì)非自動(dòng)衡器的模塊頒發(fā)OIML合格評(píng)定證書(shū), 數(shù)字稱(chēng)重儀表列居其一, 為此增加了附錄C《儀表指示器和模擬數(shù)據(jù)處理裝置的試驗(yàn)及證書(shū)》。這一新的變化為衡器生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)提供了更為廣闊的發(fā)展空間, 也為用戶提供了更為廣泛的選擇余地。而作為計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu), 在對(duì)稱(chēng)重儀表進(jìn)行型式評(píng)價(jià)試驗(yàn)工作時(shí), 也必須依據(jù)新版建議進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)工作。
在進(jìn)行數(shù)字稱(chēng)重儀表的檢測(cè)時(shí), 類(lèi)似于整機(jī)衡器,需要了解其準(zhǔn)確度等級(jí)、檢定分度數(shù)、溫度范圍等技術(shù)參數(shù)。但有別于整機(jī)衡器, 由于稱(chēng)重儀表的輸入為電信號(hào), 還需要了解其輸入信號(hào)范圍、小輸入信號(hào), 傳感器阻抗范圍以及電纜長(zhǎng)度。
輸入信號(hào)范圍為: 擬與稱(chēng)重儀表連接的稱(chēng)重傳感器的輸出模擬信號(hào)范圍應(yīng)在儀表儀表指示器的輸入信號(hào)范圍以內(nèi)。小輸入信號(hào)類(lèi)似于整機(jī)的檢定分度值的概念, 為稱(chēng)重儀表規(guī)定的每個(gè)檢定分度值的小輸入信號(hào)(μV/e), 它應(yīng)該等于或小于與其連接的稱(chēng)重傳感器輸出的模擬信號(hào)除以檢定分度數(shù)。傳感器阻抗范圍為: 與數(shù)字稱(chēng)重儀表連接的傳感器等效阻抗應(yīng)在其規(guī)定的范圍以內(nèi)。
在申請(qǐng)數(shù)字式稱(chēng)重儀表的型式試驗(yàn)時(shí), 生產(chǎn)廠家需要提供儀表儀表指示器的準(zhǔn)確度等級(jí)、檢定分度數(shù)、溫度范圍、輸入信號(hào)范圍、小輸入信號(hào)、傳感器阻抗范圍、與傳感器的連接方式 (串聯(lián)、并聯(lián))、接線方式(四線制、六線制)等技術(shù)參數(shù), 以便試驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行型式試驗(yàn)。
1 試驗(yàn)要求
數(shù)字稱(chēng)重儀表的干擾測(cè)試應(yīng)采用稱(chēng)重傳感器或帶稱(chēng)重傳感器的秤臺(tái), 在高阻抗和小輸入信號(hào)的條件下進(jìn)行測(cè)試; 其余測(cè)試可采用與儀表儀表指示器相匹配的稱(chēng)重傳感器模擬器在低阻抗和小輸入信號(hào) (對(duì)于重復(fù)性、溫度和濕熱穩(wěn)態(tài)測(cè)試, 還需要在高增益) 條件下進(jìn)行。
稱(chēng)重儀表在試驗(yàn)過(guò)程中, 無(wú)法預(yù)測(cè)未來(lái)在使用中連接稱(chēng)重傳感器和秤臺(tái)的情況, 故在小模擬靜載荷的選擇上應(yīng)采用 給定的小值。
在干擾測(cè)試時(shí), 型式試驗(yàn)申請(qǐng)者應(yīng)提供與數(shù)字稱(chēng)重儀表連接的所有外圍設(shè)備連接到相應(yīng)的接口上。如果不能實(shí)現(xiàn), 則至少應(yīng)將電纜連接到各個(gè)接口上, 電纜型號(hào)及長(zhǎng)度應(yīng)按照 手冊(cè)中的規(guī)定, 如果規(guī)定長(zhǎng)度大于三米, 則僅有三米的電纜進(jìn)行測(cè)試。
以上規(guī)定可以確保對(duì)稱(chēng)重儀表的測(cè)試包含了應(yīng)用范圍, 這就意味著測(cè)試是在嚴(yán)苛的條件下進(jìn)行的。
2 試驗(yàn)設(shè)備
除干擾試驗(yàn)采用稱(chēng)重傳感器或帶稱(chēng)重傳感器的秤臺(tái), 其它試驗(yàn)可采用與儀表指示器相匹配的稱(chēng)重傳感器模擬器。在測(cè)試之前, 稱(chēng)重傳感器模擬器應(yīng)采用數(shù)字稱(chēng)重儀表的激勵(lì)電壓值為輸入電壓, 用準(zhǔn)確度等級(jí)較高的標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)(AC激勵(lì)電壓應(yīng)采用AC校準(zhǔn))。
如果稱(chēng)重儀表的每個(gè)檢定分度值(e)的小輸入電壓非常小, 例如小于或等于1μV/e, 這樣電壓波動(dòng)其它影響1低阻小就很難找到適合的模擬器或稱(chēng)重傳感器用于測(cè)量其線性。對(duì)于1μV/e的稱(chēng)重儀表, 如果誤差系數(shù)pi為0.5, 模擬載荷小于500e時(shí)的允許誤差為?0.25μV, 則此時(shí)選擇的模擬器誤差影響應(yīng)不超過(guò) 0.05μV, 或者至少重復(fù)性應(yīng)等于或優(yōu)于0.051μV。
在模擬數(shù)字稱(chēng)重儀表可連接數(shù)量的稱(chēng)重傳感器時(shí), 通過(guò)在激勵(lì)線上外接一個(gè)歐姆分流電阻器來(lái)實(shí)現(xiàn), 該電阻與稱(chēng)重傳感器模擬器或稱(chēng)重傳感器并聯(lián)。在測(cè)試過(guò)程中, 需要注意稱(chēng)重傳感器模擬器的溫度特性, 特別是在溫度試驗(yàn)中, 盡管模擬器放置于溫箱以外, 由于溫箱保溫性能的影響, 以免由于模擬器的溫度偏差造成對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
3 型式試驗(yàn)
當(dāng)使用稱(chēng)重傳感器模擬器對(duì)數(shù)字稱(chēng)重儀表進(jìn)行測(cè)試時(shí), 由于模擬器是以電信號(hào)輸出, 輸入到儀表指示器中的, 因此試驗(yàn)表格中應(yīng)以μV或mV為單位的電輸入信號(hào)表示。當(dāng)采用稱(chēng)重傳感器進(jìn)行干擾試驗(yàn)時(shí), 傳感器的輸出需要通過(guò)添加秤臺(tái)及砝碼載荷來(lái)實(shí)現(xiàn)。
4 自動(dòng)補(bǔ)償功能的試驗(yàn)
該測(cè)試旨在用于與采用應(yīng)變技術(shù)的稱(chēng)重傳感器 (稱(chēng)重傳感器連接使用四線制或六線制原理)相連接的稱(chēng)重儀表, 不允許四線制技術(shù)用于稱(chēng)重傳感器電纜線的加長(zhǎng), 或使用附加電纜將獨(dú)立的稱(chēng)重傳感器接線盒與稱(chēng)重儀表相連接。數(shù)字稱(chēng)重儀表采用六線制技術(shù), 有一對(duì)自動(dòng)補(bǔ)償輸入線使稱(chēng)重指示其能夠?qū)σ螂娎|的加長(zhǎng)及溫度變化引起的電纜電阻變化導(dǎo)致稱(chēng)重傳感器激勵(lì)電壓變化的影響進(jìn)行補(bǔ)償。但是, 與功能的理論原理相比,由于稱(chēng)重儀表自動(dòng)補(bǔ)償輸入端的輸入阻抗有限,對(duì)稱(chēng)重傳感器激勵(lì)電壓的補(bǔ)償也是有限的。這使得因溫度變化引起的電纜電阻變化可能導(dǎo)致某種影響, 從而引起量程明顯漂移的結(jié)果。模擬六線制技術(shù)的電纜長(zhǎng)度, 可以通過(guò)在所有六條線上接入可變歐姆電阻器來(lái)實(shí)現(xiàn)。電阻器可以設(shè)置為電纜電阻, 即電纜長(zhǎng)度(取決于所采用的材料(例如: 銅或其它材料) 以及其橫截面積)。但是, 在多數(shù)情況下, 只需將電阻器接入激勵(lì)線和自動(dòng)補(bǔ)償線中就足夠了, 因?yàn)榕c自動(dòng)補(bǔ)償端的輸入阻抗相比, 信號(hào)輸入端的輸入阻抗要高得多。因此, 信號(hào)輸入電流接近為零,或與激勵(lì)及自動(dòng)補(bǔ)償線的電流相比非常小??梢哉J(rèn)為輸入電流接近零而不會(huì)產(chǎn)生明顯影響, 因此這里的電壓降可以忽略不計(jì)。
5 結(jié)論
數(shù)字稱(chēng)重儀表在進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)試時(shí), 只有所有項(xiàng)目都滿足其允許誤差, 才能表明該設(shè)備符合OIMLR76中規(guī)定的計(jì)量性能要求, 才能頒發(fā)型式評(píng)價(jià)合格證書(shū), 否則不得給予通過(guò)。這就對(duì)稱(chēng)重儀表廠家提出了更高的技術(shù)要求, 同時(shí)為用戶提供了良好的技術(shù)保障, 也對(duì)計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)的測(cè)試人員提出了有別于衡器整機(jī)測(cè)試的新的挑戰(zhàn)。
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