地磅秤體彎曲變形對兩種不同結構的影響

本文研究了秤體彎曲變形對兩種不同結構的地磅的影響， 由于傳感器的放置方式不同，秤體變形對衡器產生的誤差也不同，傳感器正放置產 生的相對誤差要遠大于傳感器反放置產生的相對誤差。

目前,80-100噸大噸位地磅已十分普 及，120-150噸的電子汽車衡也隨處可見,傳統的檢 定方法越來越難適應,而且費時費力，檢定成本也直 線上升,尋找新的檢定方法已十分迫切,而了解秤體 彎曲變形對不同結構的電子汽車衡的影響十分必 要。本文就是本所獲得國家項目《電子汽車衡 快速標準檢定儀》的實驗結論,現在提供給其他研究地磅及地磅檢定裝置的同行們，以作參考。

根據地磅的傳感器安裝方式的不同，可 將電子汽車衡分為兩種:1、傳感器反放,2、傳感器正 放。當地磅進行承載時，秤面將發生彎曲變 形,變形會對稱量結果造成誤差，同樣的變形,傳感 器不同的安裝方式，對稱量結果產生的誤差大小不 同。

下面分別進行討論

(一)地磅的稱重傳感器正放置。對于這 種情況,秤體在大負荷的時候受重力產生變形,使稱 重傳感器受到一個水平分力和一個彎矩的作用，而 且受力點也產生偏移，所以誤差稍大。

(二）地磅的稱重傳感器反放置。對于這種放置方式,不存在上一種方式存在的問題。因為這 種稱重傳感器的放置，當秤體在大負荷受到重力產 生變形時，稱重傳感器也跟著秤體變形發生偏轉， 使稱重傳感器的受力方向始終與其軸線一致。由下 面計算可知：此情況秤體變形產生的相對誤差只有 10_7數量級，相對于中準確度級允許相對誤差10~3 數量級來說,可以忽略不計。

下面先計算秤體變形產生的撓度和偏轉角。

例：100噸地磅,長16米，由六只壓式稱 重傳感器支撐,傳感器反放置,縱梁由六根28槽鋼 (E=2xl09,1=5130x10-*)組成。按照檢定規程計算偏 載測試,采用兩種檢定手段,差別多大？

解：由檢定規程可知，此電子秤偏載測試需要的 重量值為196000N(20噸),為了計算方便，取受力點 在兩個傳感器的中點（此時為撓度大的點，為 差情況)

傳感器受到兩個力的作用：秤體對傳感器的壓 力和球的支撐力，二者在傳感器軸線上，大小相等， 方向相反。傳感器受力N與荷載P的關系為：

N cos 0 = p

故此偏轉角產生的誤差=(N-p)/p =l/cos 0 -I=l/cos0.075-l=8.6xl0-7

由計算可知^若將20噸砝碼放置于兩個傳感器中 點，秤體變形3.47mm，產生偏轉角0.075度，由此產 生的相對誤差為數量級，對于中準確度衡器相 對允差為

10_3數量級的要求來說，可以忽略不計。

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同理，對于各稱量點,本結論同樣試用。

對于傳感器正放，我們做實驗進行誤差測試。 實驗:秤體變形產生的誤差測定 實驗原理：將24噸按碼放置在秤的四個角上， 測得數據;再將砝碼放置在秤的*,測得數據。然 后計算示值差。

實驗數據如下表 秤體變形產生的誤差測試 日期:20(B/06/08

注:

傳感器:寧波博達公司量程:20噸0.02%等級

出廠檢驗數據:非線性0.02%重復性0.01% 滯后0.01% 蠕變0.017% 稱重顯示器:3190型 秤臺尺_寸:長6米、寬3.5米、高26厘米 自重4100千克，實驗時,零點跟蹤已經解除 6月7日，氣溫281,6月8日，小雨氣溫22^ 6月7日，標定被檢定衡器時無風 兩種放置方法:秤體變形相差3毫米 結論

此實驗中，傳感器為正放置，由數據可以看出，傳 感器正放，秤體變形產生的誤差達到7xl0-5。

綜上所述，由于傳感器的放置方式不同,枰體變 形對衡器產生的誤差也不同，傳感器正放置產生的 相對誤差(7xl04)要遠大于傳感器反放置產生的相 對誤差(8.6><10_7)，高兩個數量級。