在之前的文章中我们通过专家的理论计算和轨道衡产品的实际精度表现,了解了衡器的精度等级和传感器的精度等级匹配的适用条件。专家也同时指出可以推广多分度衡器和多范围衡器进行处理。
在之前的文章中我们通过专家的理论计算和轨道衡产品的实际精度表现,了解了衡器的精度等级和传感器的精度等级匹配的适用条件。专家也同时指出可以推广多分度衡器和多范围衡器进行处理。
根据传感器领域专家的文章,在之前的传感器国标GB/T7551-1997 中有提到2个原则。
第一个是第 1.2节中提到:称重传感器的各种误差必须合在一起考虑。必须认识到,称重传感器可能具有小的非线性、滞后误差和适中的温度误差:或者恰好相反,可能具有适中的非线性,滞后误差和小的温度误差。因此,对给定的特性(非线性,滞后等)规定其各自的误差限就被认为是不适当的,而宁可把称重传感器的允许总误差带作为限制因素。使用了误差带概念后,就允许人们对构成测量总误差的各个分量进行平衡,从而仍可获得所希望的最终结果。这个原则在最新的GB/T7551-2008中已删除,但是在传感器检定规程JJG669-2003中1.3节 提到本规程将传感器几种误差一并考虑,用允许的误差包络线表征传感器的特征,也就是说,不对给定特性(如非线性,滞后等)规定其各自相应的误差限,而考虑作为极限因素的整个允许的误差包络线。使用误差包络线的概念使我们得到所期望的结果的同时,能够平衡对整个测量误差有影响的每个因素。
称重传感器是用于称重系统中的一类力传感器的统称,所以它的评价方式和分类方法的一个重要出发点是衡器的要求。在R76中说秤划分准确度等级的依据是:a.检定分度值e,表示绝对准确度;b.检定分度数n,表示相对准确度;在称重传感器的标准和规程中,也有相似的规定,即称重传感器划分准确度等级的依据是a.检定分度值V;b最大分度数Nmax。它们也分别表示了绝对准确度和相对准确度。
第二个原则是国标GB/T7751-1997中第4章中提到的“称重传感器分类的原则”。它说:将称重传感器按规定的精确度等级分类,是为了便于在各种测量系统中应用它们。在采用本标准时,应当认识到一台特定的称重传感器的有效性能可以通过用此传感器的测量系统中的补偿措施而得以改善。因此本标准既不要求称重传感器的精确度等级与装有此传感器的测量系统的精确度等级相同,也不要求提供质量示值的测量装置必须使用已单独获得批准的称重传感器。
在新的GB/T7751-2008中提到:称重传感器按规定的准确度等级分类,是为了便于其在各种质量测量系统中的应用。在使用本标准时应认识到,称重传感器的性能可以在配合使用的测量系统中通过补偿得到改善。因此本标准既不要求称重传感器的准确度等级与使用它的测量系统相同,也不要求显示质量的测量仪表使用单独获得批准的称重传感器。可以看到在新旧国标中这一原则一脉相承。
这两个大原则是相辅相成的,第一个原则是告诉我们衡器和它所用的传感器之间的联系,第二个原则,则又告诉我们,这种联系不是非常强硬的,更不是强制性的。你可以对一台 3000分度的单传感器秤选用了3000分度的传感器,也可以选用低于3000分度数的传感器,然后在测量系统中采取一些适当的补偿措施,从而使此传感器的有效性得以改善到适合该秤的要求为止。(如数传和分段均可作为此论题的例子)鉴于上面提到的第二个原则,可能会出现一个情况,一套称重测量系统中,它的计量特性是满足规定的要求的,但是它采用的称重传感器的检定结论可能相当差,对这类传感器应当如何进行计量管理呢?在国标GB/T7551-1997中未曾讲到。但在 OIML R60第11.2条中,给出了答案。它说:“若一个传感器用于一个测量系统,而此整个测量系统的性能又是用其它方法来检定的,那么,一般地认为,要对这些传感器进行首次检定和随后检定是不适宜的。”
通过以上内容我们可以清楚认识到传感器精度分级主要是考虑到需要有和电子衡器的准确度评定方法相适应的传感器的计量特性评定方法和计量规程,才会有传感器的分级。
国际建议需要考虑各国技术水平的的巨大差异,是为了兼顾全局,确保按常规技术路线设计的产品整体精度可控。按常规技术经验制造的衡器通常采用相对应精度等级的称重传感器,除了传感器之外整个称重系统未做特别有效的精度补偿优化,引入的系统误差大幅增加测量系统的整体误差。比如C3级、综合精度±0.02%的传感器市场上普遍只能做出3000e精度大约±0.1%精度的秤,衡器的精度和传感器的精度相去甚远。如果有办法补偿测量系统的精度使其达到更高的计量性能要求完全有可能。
通过以上内容我们大概对衡器和传感器的精度联系有了一定的了解,基于此引出一个话题,为何采用C3级最大误差0.02%精度的传感器,衡器实际的精度表现远不及0.02%,低量程段甚至超过千分之一误差。系统引入的误差如此之大,如何提高衡器的系统精度?