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關(guān)于國家標(biāo)準(zhǔn)《稱重顯示控制器》(GB/T7724-1999)的幾點(diǎn)改進(jìn)建議

發(fā)布時間:2020-09-02 10:12:29 |來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

“GBH7724-1999”稱重顯示控制器國家標(biāo)準(zhǔn)(以下簡稱國標(biāo))為電子衡器稱重顯示控制器(以下簡稱顯示器)的主要檢驗(yàn)依據(jù)。該國標(biāo)規(guī)定了稱重顯示控制器的產(chǎn)品分類、計(jì)量要求、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等要求。計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)依據(jù)該國標(biāo)對各類非自動電子衡器顯示器進(jìn)行型式評價試驗(yàn),在試驗(yàn)過程中計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)所使用標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)儀器的合理性、試驗(yàn)方法的正確性及檢驗(yàn)規(guī)則的邏輯性等都會直接影響到顯示器的技術(shù)指標(biāo)。通過對不同廠家生產(chǎn)的顯示器的檢驗(yàn)過程及大量的試驗(yàn)與研討中,提出了許多不同于國標(biāo)的問題。
現(xiàn)討論以下幾個主要的問題,并給出了改進(jìn)的建議。
(1)電位差計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)信號源是否合理
大部分計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)現(xiàn)采用電位差計(jì)作為顯示器的標(biāo)準(zhǔn)信號源。電位差計(jì)的示意圖如圖1所示。

電位差計(jì)示意圖

 圖1電位差計(jì)示意圖

惠斯通電橋的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

惠斯通電橋示意圖

圖2惠斯通電橋示意圖
EX+、EX-為橋源輸入,SI+、SI-為信號輸出。Ra、Rb、Rc、Rd為惠斯通電橋的四個工作橋臂。由于RarRb=Rc=Rd,則輸出信號的共模電壓為[(EX+)-(EX-)]/2=EX+/2。'
目前,國際上大多數(shù)著名A/D芯片制造商生產(chǎn)的A/D芯片輸入信號的共模電壓必須為工作電源(VCC)的一半左右。該輸入信號為共模電壓為VCC/2的差分信號。若顯示器采用此類芯片,在使用電位差計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)信號源時可能存在轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)不正確的問題。
在此,建議各計(jì)量單位采用標(biāo)準(zhǔn)惠斯通電橋的設(shè)備作為標(biāo)準(zhǔn)信號源。中國計(jì)量科學(xué)研究院研發(fā)的“稱重儀表校驗(yàn)器”,其結(jié)構(gòu)完全與惠斯通電橋相同,其信號共模電壓為VCC/2,適用于不同原理的顯示器。
(2)高低溫、高溫高濕試驗(yàn)中,以輸出信號的電壓值作為判定依據(jù)是否合理。
顯示器進(jìn)行高低溫及高溫高濕試驗(yàn)中,一般在整個試驗(yàn)過程檢測輸出信號的電壓值(S)來判斷顯示器是否超岀誤差范圍。該方法不適用于所有的顯示器,不同的原理的顯示器應(yīng)該有不同的測試方法。
①若顯示器在測試過程中沒有給標(biāo)準(zhǔn)信號源提供電壓,而是由外部電源(不在溫箱內(nèi))提供,則必須檢測輸出信號的電壓值。按圖2所示,S=(烏廠萬%)EX,外部電源與信號源放在室溫環(huán)境下,與(鹽-岸)不變,即S不變。在測試試驗(yàn)中,顯示器的示值應(yīng)保持不變D=G*S,G為顯示器示值與輸入信號電壓值的匹配倍數(shù),在某一測典試點(diǎn)G為常數(shù)。因此顯示器的示值與輸出電壓保持一致,可以通過檢測輸出電壓值來判定顯示器是否超差。
②若顯示器采用高穩(wěn)定性、低溫度特性的基準(zhǔn)電源作為信號源輸入電壓時,也可監(jiān)測輸出信號。高穩(wěn)定性的基準(zhǔn)電源受環(huán)境變化影響很小,EX的變化AEX很小,則輩可以忽略不計(jì),同理可以采用檢測輸出信號的方法來進(jìn)行判定。
③若顯示器釆用普通穩(wěn)壓電源為信號源提供電源而該橋源又作為A/D芯片的參考電壓時,不應(yīng)把輸出信號的電壓值作為判定顯示器合格與否的依據(jù)。下面以山東西泰克儀器有限公司研發(fā)與制造的稱重顯示控制器AUtol~D為例加以說明。

Alltol-DA/D轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)圖

圖3Alltol-DA/D轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)圖

(3)多路稱重顯示控制器的檢驗(yàn)建議
為適應(yīng)時代的發(fā)展及特殊環(huán)境的要求,部分廠家研制能同時連接2路或2路以上模擬信號,能同時或分時顯示控制的儀表(簡稱多路稱重顯示控制器)。這類儀表操作控制簡單,功能齊全,且能節(jié)省用戶成本,但國標(biāo)并沒有涉及這類儀表的檢測方法,且用現(xiàn)有國標(biāo)對其進(jìn)行評價時,也存在幾點(diǎn)問題。下面以山東西泰克儀器有限公司研發(fā)與制造的稱重顯示控制器Alltol-D高端雙秤儀為例對多路顯示器提出的幾點(diǎn)要求。其結(jié)構(gòu)如圖4所示。

Alltol-D2路連接圖

圖4Alltol-D2路連接圖
①多路信號輸入應(yīng)當(dāng)互不影響。
如圖4所示,當(dāng)其中1路加載重量時,另1路的重量及信號值不應(yīng)發(fā)生變化,即互不影響,可看作兩臺獨(dú)立工作的顯示器。因此在檢測過程中應(yīng)提供2臺標(biāo)準(zhǔn)信號源對其進(jìn)行測試,若只有一臺標(biāo)準(zhǔn)信號源,當(dāng)用其檢測1路信號時,其它各路應(yīng)連接實(shí)際的傳感器,不應(yīng)懸空。當(dāng)改變信號源輸出電壓時監(jiān)測其余各路的示值是否受影響。
②同一信號源在不同通道上示值的誤差要求。
標(biāo)準(zhǔn)信號源的準(zhǔn)確度等級應(yīng)遠(yuǎn)大于顯示器的評定準(zhǔn)確度等級,這樣兩臺不同信號源的誤差可忽略不計(jì)。假設(shè)兩信號源調(diào)整為同一靈敏度(K)且倍數(shù)(G)相同,則顯示器的示值Di=K*G±△,△為國標(biāo)規(guī)定的示值允差;顯示器的示值D2=K*G±△。則Di與D2之差的最大值^|K*G+A-(K*G-A)|=2A,超出國標(biāo)規(guī)定的誤差值。
建議在評價過程中要求每一路誤差都應(yīng)為國標(biāo)規(guī)定示值允差的1半,即為ZV2。這樣D1與D2之差的最大值為|K*G+ZV2-(K*G-A/2)|=△,符合國標(biāo)規(guī)定的誤差值。
③多路顯示器的數(shù)據(jù)共享
若多路顯示器輸出信號互不影響,各路顯示的示值誤差也在國標(biāo)要求范圍內(nèi),則各路稱重數(shù)據(jù)完全可以共享,以實(shí)現(xiàn)多路顯示器的各種功能。
總結(jié)
以上有關(guān)問題的討論不免存在錯誤之處,望讀者朋友們提出改正意見及建議,共同將國標(biāo)完善化、合理化、國際化。

 

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