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隨著市場(chǎng)對(duì)糧食包裝計(jì)量要求的提高，計(jì)量精度高、功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定的糧食定量包裝秤已成為許多糧食加工企業(yè)的首選。怎樣減少計(jì)量誤差、提高計(jì)量精度是擺在我們面前的新課題。
一、計(jì)量誤差的種類及形成原因
計(jì)量過(guò)程中產(chǎn)生的計(jì)量誤差主要有：
1.機(jī)械動(dòng)作誤差。由于機(jī)械結(jié)構(gòu)是在控制系統(tǒng)指令下執(zhí)行動(dòng)作，因此，從下達(dá)指令到機(jī)械動(dòng)作完成就存在一個(gè)動(dòng)作延時(shí)，在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)就會(huì)多出一計(jì)量值而產(chǎn)生誤差，影響定量計(jì)量的準(zhǔn)確性。
已知，在時(shí)間，和物料流速V一定時(shí)，物料通過(guò)一個(gè)截面積F的容器時(shí)的物量Q為：
Q=F*V*t    ①
其中：Q——物料量（kg）
F——截面積（m2）
V——物料的流速（kg/m2*s）
t——時(shí)間（s）
設(shè)進(jìn)料門從開(kāi)啟到完全關(guān)閉時(shí)，所需要的時(shí)間為△t,即動(dòng)作延長(zhǎng)時(shí)間，則下料量△Q為
△Q=F*V*△t
△Q即為機(jī)械動(dòng)作延時(shí)所引起的偏差量。
2.物料落差產(chǎn)生的誤差。物料落差是指進(jìn)料門關(guān)閉后，從進(jìn)料門到計(jì)量斗物料表面空間的殘余物料量產(chǎn)生的計(jì)量偏差。因?yàn)樵摽臻g中所含的物料量在理論上是一個(gè)很復(fù)雜的推導(dǎo)計(jì)算過(guò)程，為了分析的簡(jiǎn)便，可以近似認(rèn)為：
Q落差=F*h*r
其中：Q落差——落差量（kg）
F——出料口的截面積（m2）
h——出料口到料面的高度（m）
r——物料的容重（kg/m3）
從式②中可推論出，落差量與出料口的面積和落差高度成正比關(guān)系，即出料口面積越大，落差高度越高，物料的落差量越大，反之亦反。因此，在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量減少岀料口的截面積和落差高度。
3.物料過(guò)沖量引起的過(guò)沖誤差。當(dāng)物料從高處落到物體表面時(shí)，由于動(dòng)量的存在，物料對(duì)物體會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沖擊力。在計(jì)量過(guò)程中，物料從進(jìn)料斗落到計(jì)量斗時(shí)，就會(huì)對(duì)計(jì)量秤斗產(chǎn)生一個(gè)沖擊力，而使計(jì)量值發(fā)生改變.，由此產(chǎn)生了過(guò)沖誤差。
從理論力學(xué)公式可計(jì)算出物料下落時(shí)對(duì)物體表面產(chǎn)生的沖擊力N：

其中:N——物料的沖擊力
m——某一時(shí)刻物料的質(zhì)量(kg)
g——重力加速度(m/s2)
h——出料口到秤斗料面的高度(m)
r——沖擊作用時(shí)間(s)
由于沖擊力的存在，設(shè)計(jì)時(shí)，就應(yīng)盡量減小岀料口到計(jì)量斗的高度，同時(shí)在設(shè)計(jì)電腦控制軟件程序時(shí)，必須考慮機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定時(shí)間，使計(jì)量避免沖擊力的影響。
4.電氣干擾產(chǎn)生的誤差。設(shè)備在使用時(shí)，由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的干擾，會(huì)使數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生偏差而造成計(jì)量上的偏差。這些干擾主要來(lái)源于：靜電干擾、電源電壓干擾和電磁波干擾。通常的辦法是使控制軟件和硬件相結(jié)合來(lái)排除這些干擾，如在信號(hào)傳輸線路采用屏蔽電纜，軟件上采用軟件濾波等方式。
二、在電子定量包裝秤設(shè)計(jì)中控制計(jì)量誤差的具體措施
在實(shí)際設(shè)計(jì)中，主要是從進(jìn)料機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)二個(gè)方面解決。
進(jìn)料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。電子定量包裝秤的進(jìn)料機(jī)構(gòu)是保證計(jì)1.量準(zhǔn)確的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)。根據(jù)以上分析，進(jìn)料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須首先考慮下料的準(zhǔn)確，有效地減少機(jī)械動(dòng)作誤差、物料落差和過(guò)沖量誤差。目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上同類產(chǎn)品大都采用了多級(jí)給料方式，通過(guò)對(duì)氣缸動(dòng)作的控制，實(shí)現(xiàn)大、中、小開(kāi)門，從而完成物料的快、中、慢三級(jí)給料，或快、慢二級(jí)給料。我省中冠電子公司生產(chǎn)的TKZB系列定量包裝秤采用了快、中、慢三檔進(jìn)料方式，通過(guò)公式①我們可以清楚地比較釆用一檔給料和三檔給料的機(jī)械延時(shí)誤差的優(yōu)劣。采用三檔給料方式中慢料給料時(shí)的出料口截面積F慢設(shè)定值是快速給料F快的1/16,而給料時(shí)間地是快速給速時(shí)間地的1/3,則

也就是說(shuō)，機(jī)械動(dòng)作的延時(shí)誤差，三檔給料方式只有一檔快速給料方式的1/48,大大地提高了定量控制精度。
同時(shí)，在進(jìn)料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，采用小開(kāi)門慢速給料也可以有效地減少物料的落差量和過(guò)沖量，從而提高計(jì)量精度。
2.自動(dòng)控制系統(tǒng)的精度控制。一般控制系統(tǒng)設(shè)置了自動(dòng)控制和手動(dòng)控制2種控制方式。手動(dòng)控制方式主要是用于設(shè)備的調(diào)試和檢修，自動(dòng)控制方式主要用于正常稱量過(guò)程的自動(dòng)控制。
在設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件時(shí)，為了控制計(jì)量過(guò)程中的諸多誤差因素，在程序中設(shè)置了以下功能：①自動(dòng)落差修正。由于在實(shí)際應(yīng)用中落差是隨機(jī)的，所以在控制軟件設(shè)計(jì)時(shí)采用自動(dòng)落差修正，動(dòng)態(tài)跟蹤并自動(dòng)修正，大大地提高了計(jì)量精度。②過(guò)沖量的抑制。控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，可采用時(shí)緩時(shí)釆樣方式，以避開(kāi)最大料流沖擊產(chǎn)生的最大過(guò)沖量，有效地降低其過(guò)沖誤差。③自動(dòng)校零。設(shè)置該功能可在允許的清零范圍內(nèi)對(duì)計(jì)量斗中的殘留量進(jìn)行補(bǔ)償。若殘留物重量超出清零范圍則報(bào)警，操作者則可及時(shí)地解決。④超量與欠量報(bào)警。即每秤計(jì)量完畢，計(jì)算機(jī)將實(shí)際重量與目標(biāo)重量進(jìn)行比較。若實(shí)際重量〉目標(biāo)值+允差，則發(fā)出超量報(bào)警；若實(shí)際重量〈目標(biāo)值一允差，則發(fā)出欠量報(bào)警，操作者可及時(shí)解決問(wèn)題，不會(huì)將超差產(chǎn)品混入包裝成品之中。

上圖是TKZB系列電子定量包裝秤設(shè)計(jì)時(shí)采用的自動(dòng)控制時(shí)序圖。
自動(dòng)控制程序?yàn)椋菏紫葐?dòng)大投，中投及小投信號(hào)，進(jìn)行快速加料，當(dāng)稱重值＞大投值時(shí)，關(guān)閉大投信號(hào)進(jìn)行中速加料；當(dāng)稱量值〉中投值時(shí)，關(guān)閉中投信號(hào)，進(jìn)行慢速加料；當(dāng)稱重值〉目標(biāo)值一落差值時(shí)，停止加料，輸岀定值；此時(shí)，若收到夾袋信號(hào)，則輸岀卸料信號(hào)，反之則等待夾袋；當(dāng)稱重信號(hào)V近零值時(shí)，則發(fā)出關(guān)閉卸料信號(hào)，延長(zhǎng)一定時(shí)間，發(fā)岀松袋信號(hào)，并啟動(dòng)下一個(gè)計(jì)量循環(huán)。
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)際生產(chǎn)考核和省計(jì)量檢測(cè)站測(cè)試表明，該控制系統(tǒng)功能強(qiáng)大、可靠，計(jì)量精度、各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都達(dá)到或超過(guò)國(guó)家計(jì)量規(guī)程和有關(guān)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求，在控制計(jì)量誤差上采用的各種措施是行之有效的。

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