Как рассчитать точность весов на тензодатчиках?
Как правильно рассчитать точность, которую можно ожидать от системы взвешивания?
Точность, которую мы можем ожидать от системы взвешивания - это наибольшее из двух рассчитанных значений (a) и (b):
(a) Ограничение минимального деления шкалы тензодатчика (в отношении повторяемости (rep) ):
Emin (rep) = Vmin * √ N -> (a)
Emin (rep) - значение ошибки измерений, которая может быть получена из значения деления шкалы датчика,
Vmin* - минимальный проверочный интервал тензодатчика,
N - количество тензодатчиков.
(b) Ограничение по диапазону измерения датчика (в отношении линейности (lin) ):
Emin (lin) = Max / nlc -> (b)
Emin (lin) - минимальная ошибка, которую можно получить по диапазону измерения датчика,
Max - вес нетто продукта,
Nlc - максимальное количество измеряемых интервалов тензодатчика.
Рекомендация.
Точность - это значение ошибки измерения. Разрешающая способность весового индикатора - это минимальное отображаемое значение измерений на дисплее. В сертифицированных весах разрешение или цена деления дисплея не должно быть меньше погрешности используемых тензодатчиков. В некоторых случаях в промышленных условиях используется повышенное значение разрешения, вдвое большее, чем реальная ошибка или точность системы тензодатчиков.
Пример 1.
Весы с малой статической нагрузкой по отношению к весу измеряемого продукта.
Данные системы взвешивания:
Максимальный измеряемый вес = 600 кг.
Статическая нагрузка (собственный вес элементов весов расположенных на тензодатчиках, например вес грузоприемной платформы) = 120 кг.
Общая нагрузка = 720 кг.
Количество тензодатчиков в системе = 3.
Параметры тензодатчиков:
Модель тензодатчика Utilcell 350i.
Emax = 500 кг.
Nlc = 3000 делений.
Vmin = Emax / Y = 500 / 10 000 = 0,05 кг.
Расчеты:
(a) Ограничение минимального деления шкалы тензодатчика: Emin (rep) = Vmin * √ N = 0,05 * √ 3 = 0,086 кг
(b) Ограничение по диапазону измерения датчика: Emin (lin) = Max / Nlc = 600/3000 = 0,2 кг.
Результат: Emin = 0,2 кг
Для этих весов выбираем разрешение весового индикатора d = 0,2 кг.
Пример 2.
Весы с достаточно большой статической нагрузкой по отношению к весу изделия.
Данные системы взвешивания:
Максимальный измеряемый вес = 400 кг.
Статическая нагрузка (собственный вес элементов весов расположенных на тензодатчиках, например вес грузоприемной платформы) = 320 кг.
Общая нагрузка = 720 кг.
Количество тензодатчиков в системе = 3.
Параметры тензодатчиков:
Модель тензодатчика Utilcell 350i.
Emax = 500 кг.
Nlc = 3000 делений.
Vmin = Emax / Y = 500 / 10 000 = 0,05 кг.
Расчеты:
(a) Ограничение минимального деления шкалы тензодатчика: Emin (rep) = Vmin * √ N = 0,05 * √ 3 = 0,086 кг.
(b) Ограничение по диапазону измерения датчика: Emin (lin) = Max / Nlc = 400/3000 = 0,133 кг.
Результат: Emin = 0,133 кг
Для этих весов выбираем разрешение весового индикатора d = 0,2 кг для сертифицированных весов для коммерческих операций или d = 0,1 кг для применения в промышленном контроле.
Пример 3.
Весы с большой статической нагрузкой и очень малым весом продукта.
Данные системы взвешивания:
Максимальный измеряемый вес = 220 кг.
Статическая нагрузка (собственный вес элементов весов расположенных на тензодатчиках, например вес грузоприемной платформы) = 500 кг.
Общая нагрузка = 720 кг.
Количество тензодатчиков в системе = 3.
Параметры тензодатчиков:
Модель тензодатчика Utilcell 350i.
Emax = 500 кг.
Nlc = 3000 делений.
Vmin = Emax / Y = 500 / 10 000 = 0,05 кг.
Расчеты:
(a) Ограничение минимального деления шкалы тензодатчика: Emin (rep) = Vmin * √ N = 0,05 * √ 3 = 0,086 кг
(b) Ограничение по диапазону измерения датчика: Emin (lin) = Max / Nlc = 220/3000 = 0,073 кг
Результат: Emin = 0,086 кг
Для этих весов выбираем разрешение весового индикатора d = 0,1 кг.
* Метрологические характеристики тензодатчика, как правило, определяются используя стандарт, разработанный OIML (Международная организация законодательной метрологии), которым в случае тензодатчиков является рекомендация OIML R60 «Метрологические правила для весоизмерительных ячеек».
Согласно этим рекомендациям параметр Vmin - это «Минимальный проверочный интервал тензодатчика», который представляет собой данные, предоставленные производителем, чтобы указать рекомендуемую минимальную величину для определения размера каждого деления или разрешающей способности тензодатчика.
Значение Vmin выражается в единицах массы (веса). Обычно Vmin представляет собой значение от 6 000 до 10 000 долей от номинальной нагрузки датчика.
Эти данные могут быть использованы производителем весов для проверки совместимости выбранной цены деления для конкретных весов с минимальным делением, которое может обеспечить датчик, в соответствии со следующей формулой:
Vmin ≤ e / √ N или e ≤ Vmin * √ N
где
e - значение ошибки измерений или цена деления весов,
N - количество тензодатчиков в весах.