- 2024-06-28 08:43 11110
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料罐和容器设计
将出现料罐秤的精确度会受到料罐本身设计的影响。应设计新的料罐，保证其在物料重量作用下不会严重弯曲，并且不会在满载或空载的情况下出现压力失衡。如果您要将现有料罐转至秤上，您可能需要修改料罐来满足这些要求。
压式秤的稳定性
称重模块旨在将负载准确移至称重传感器，同时避免发生上一部分中所述的不必要的作用力。
是从 Centerlign（一种典型压式称重模块）**板的简化横截面图。
**板
摇杆销
称重传感器
梅特勒托利多称重模块Centerlign **板的简化横截面
它显示的是置于摇杆销上的**板，是将载荷移至称重传感器的工具。摇杆销的上表面为球面半径，这就是说**板只有单点支撑，理论上应为**板的中心点。另外，称重模块必须具备允许**板在发生热膨胀和收缩时水平移动的机制，这种情况下，摇杆销经过 5-7 次倾斜，使**板的支撑点水平移开中心点位置。前述状况有两个重要后果：
1.无法向**板施加力矩来防止其转出水平面之外。
2.**板会自然转出水平面之外。即使从上方向**板添加负载，下面的支撑点也会因为热膨胀/收缩轻微偏离中心，这样就会产生多种转动**板的可能。这一情形会因为必然的制造和安装容差而加重。
这些点对所有称重模块都适用，并且对压式秤的设计师有很多启示：
•一个单独的压式称重模块无法支撑一个秤，至少需要三个称重模块。在平面图中，称重模块不能在一条直线上，三个称重模块必须安排成三角形，四个则要安排成正方形或矩形等。
•作用于称重心的垂直重力应始终在支撑点规定的称重模块**板上的水平面范围内；不得出这一范围。换句话说，在正常的称重状况下一定会对称重模块产生一些向下的作用力。不能过任何称重模块的额定量程，因为可能会损坏称重传感器；理想状况下重心应在位置，这样所有的称重模块才能平均负载。
•请参见图 5-8，称重模块必须夹在坚固的底座（下部）和坚固的秤结构（下部）之间，以确保基座和**板保持在水平面内。底座可以是混凝土，也可以是钢结构。秤结构可为钢质平台，也可为料罐、料斗等，增加称重模块**板的坚固性。如果料罐有支架，支架一定要牢固并且呈十字支撑，请参见下面的图 5-15a 和 5-15b。
典型的秤配置（可看到 4 个称重模块中的 2 个）
•基板不能直接置于脚轮或车轮上，如图 5-9 所示。可以制作案秤，但是车轮/脚轮与称重模块基板之间必须有坚固的架构。
称重模块是一种称量设备，它包含一个称重传感器，以及将称重传感器连接至平台、输送皮带、料罐、料斗、容器或者任何组成秤体的物体所*的安装硬件。通常情况下要用三到四个称重模块才能完全支撑物体的总重量。这样就能有效地将物体转变成秤体。一个称重模块系统必须能够 提供准确的称重数据，并且能够安全支撑物体。
称重模块分为两种基本类型：压式型和拉式型。
压式称重模块
压式称重模块适用于大多数的称重应用。这些模块可以直接安装到地面、结构底座或横梁上。料罐或其它物体安装在称重模块的**部。
一个典型的压式称重模块。它由称重传感器、**板（承受载荷）、负载销（将载荷从**板传至称重传感器）以及底板（用螺栓固定至地面或者其它支撑表面）组成。可能会用压紧螺栓来防止容器翻倒。至少需要三个称重模块组成三角形才能完全支撑一个秤体，4 个称重模块组成正方形或矩形的情况也很常见。
**板
称重传感器
压紧螺栓
底板
负载销
拉式称重模块
拉式称重模块用于上方（比如从建筑的上部构造或上层露面上）必须悬挂的料罐、料仓或其它物体上形成秤体。
一个典型的拉式称重模块。它采用的是 S 形的称重传感器，两端都有螺纹孔。两端都旋入了球形杆端轴承，连接叉装置通过螺纹杆连接至上部的结构和下部的料罐。通常情况下要用三个或三个以上的称重模块才能完全支撑起秤体。
梅特勒托利多称重模块确定系统分辨率
非交易过程称重
称重传感器和仪表结合来产生所需系统分辨率或增量的能力水平可通过以下公式计算得出：
信号强度 = 所需增量大小 × 称重传感器输出 (mV/V)* × 激励电压 × 1,000
（伏特每增量） 单个称重传感器量程 × 称重传感器数量
大多数梅特勒-托利多称重传感器的输出为 2 mV/V。
在公式中输入所需增量，同时输入称重传感器和仪表参数，始终采用相同的重量单位。如果信号强度
（伏特每增量）低于仪表允许的小值，系统就可以提供所需的分辨率。
梅特勒托利多称重模块示例 1：
假设假设料罐秤的仪表上安装了四个 5,000 磅称重传感器 (2 mV/V)，仪表激励电压为 15 VDC，小值为
0.1 微伏每增量，显示的大增量为 100,000。您想要称起的重量达 15,000 磅，增量为 2 磅（显示的增量为 7,500）。根据公式算出所需的信号强度：
2 lb × 2 mV/V × 15 VDC × 1,000 = 3.0 微特每增量
5,000 lb × 4
仪表的可取的小信号强度为 0.1 微伏每增量。由于根据公式计算得出的信号为 3.0 微伏每增量，大于
该 0.1 微伏每增量，因此您能够显示 2 磅增量。
示例 2：
假设料罐秤的仪表安装了四个 1100 千克的称重传感器 (1.94 mV/V)，仪表的激励电压为 5 VDC，小值为 0.1 微伏每增量，显示的大增量为 100,000。您想要称起的重量达 1,000 千克，增量为 0.2 kg（显示的增量为 5000）。根据公式算出所需的信号强度：
0.2 kg × 1.94 mV/V × 5 VDC × 1,000 = 0.44 微伏每增量
1100 kg × 4
仪表的可取的小信号强度为 0.1 微伏每增量。由于根据公式计算得出的信号为 0.44 微伏每增量，大
于该 0.1 微伏每增量，因此您能够显示 0.2 千克增量。
合法贸易交易称重
如果您用砝码称重来购买和/或销售物料，分辨率或增量则会受到秤的许可的限制。下面一部分介绍合
法贸易应用的行业标准以及这些标准对称分辨率的限制。
确定系统精确度和可重复性
经验表明，完全由置于稳固基础上的称重模块支撑的料罐秤的精确度小于施加载荷（置于秤上的重量） 的 0.1%。如果这类秤经过正确校准，就可以读出置于其上面的重量的准确读数。理论上，总负重量程的百分比应该等于总计数（增量）的百分比。图 3-2 阐释了这一关系。
梅特勒托利多称重模块：理想量程与计数次数
如果秤的计数次数为 1,000，总量程为 5,000 磅 [2000 千克]，那么每一次的计数应为 5 磅 [2 千克]。当把 2,500 磅 [1000 千克] 的重量置于秤上时，则计数次数应为 500。如果重量为 5,000 磅 [2000 千克]，则计数次数应为 1,000。不管是向秤上添加重量还是从秤上减去重量，这一关系都不会改。
如果秤未经正确校准，这一理想的关系则未必正确。有四种主要的误差会导致称重不准：
•校准误差
•线性误差
•滞后误差
•可重复性误差
梅特勒托利多称重模块校准误差
一些误差是因为称重设备没有经过正确校准。如果出现校准误差（参见图 3-3），计数次数与载荷的比
例仍是一条直线，因为这是在理想的秤状况下。但是在满载荷情况下，直线不能完全达到计数次数。重量和计数次数之间为线性关系，但并不准确无误。这通常是由对秤进行电子校准时发生的误差所致， 可以通过重新校准秤进行正。
线性误差
线性指的是负载附加到秤上时，秤能够保持计数次数与负载比例（图中的一条直线）的一致性。如果
出现线性误差，秤能够在零载荷和满载荷时正确读数，但在两点之间则无法正确读数（请参见图 3-4）。重量指示可能会**实际重量（如图所示），也可能会低于实际重量。
梅特勒托利多称重模块一般考虑因素
梅特勒-托利多 确定系统精确度和可重复性
滞后误差
滞后指的是对于同一施加载荷的秤读数的大差异，一个读数通过从零增加负载得出，另外一个通过
从满载减少负载得出。图 3-5 所示为典型的滞后误差。秤在零载荷和满载荷时能够准确读数。逐渐向称添加重量时，曲线低于直线，显示的读数过低。达到满载后，重量逐渐减少，曲线**直线，显示的读数过高。滞后指的是负载和卸载曲线之间的大差异；在本示例中出现在半载荷时。您应当采取一些措施来减少配料称、填料称和计数称应用中的线性误差和滞后误差，特别是采用了全套秤的情况下。
梅特勒托利多称重模块可重复性误差
可重复性指的是秤能够在相同的环境状况下多次添加或去除同样的重量时显示相同的读数。它指的是
读数之间的大差异，用施加载荷的百分比表示。例如，假设在量程 5,000 磅 [2500 千克] 的秤上放
置 10 次 5,000 磅 [2500 千克] 的重量，5,001 磅 [2500.5 千克] 为大读数，而 5,000 磅 [2500 千克]
为小读数。可重复性误差则为 1 磅 [0.5 千克]，或者是秤体的施加载荷 (A.L) 的 0.02% (1/5,000)。注意：带有施加载荷的秤体的可重复性误差，如果施加载荷减少一半，则可重复性误差也要减半。
梅特勒托利多称重模块撞击载荷
秤发生撞击荷载可能是偶然状况，或者是由其操作本身造成，在设计过程中要考虑到这一状况，特别是料斗秤、台秤和皮带秤。它是由秤上重量的突变所致，例如，当物体掉到或者跌落到秤上时。典型的例子就是对铁屑进行称重，通过电磁收集器为称装载；以及用来对铸件称重的地秤，它用高架起重机将铸件装至秤上。如果冲击力过强，您就需要安装较大容量的称重传感器，或者采取其它措施限制外加负载。
为消除掉落物体产生的冲击荷载，您必须清楚掉落物体的重量，掉落的垂直距离、空秤结构的重量、称重传感器的数量以及称重传感器的额定量程和弯曲度。梅特勒-托利多数据表中列出了后者。
为消除降落物体（特别是吊车荷载应用）产生的撞击荷载，您必须清楚降落物体的重量、降落速度、空秤结构的重量、称重传感器的数量以及称重传感器的额定量程和挠曲度。
梅特勒托利多称重模块“压式称重模块”或* 7 章“拉式称重模块”中所述的标准方式确定称重传感器/称重模块的大小。然后检查撞击荷载能否对其造成损坏。找出载荷状况差的称重传感器，并用以下等式之一估算掉落或降落载荷附加至该称重传感器的大载荷。
MMAX = 掉落或降落载荷在差的称重传感器上产生的大负载（单位：lb [kg]）。M1 = 差的称重传感器所承载的掉落或降落载荷部分（单位：lb [kg]）。
梅特勒托利多称重模块M2 = 差的称重传感器所承载的秤的固定负载部分（单位：lb [kg]）。
H = 物体掉落的高度（单位：英寸 [毫米]）
四 R.C. = 称重传感器的额定量程 (Emax)（单位：lb [kg]）。需要的话，请将其它单位换算成 lb 或 kg。
∆ = 额定量程下，称重传感器的倾斜度（单位：英寸 [毫米]）。如果应用中使用了防震垫/减
振垫，请参见下面的“使用防震垫/减振垫”。
V = 物体降落的速度（单位：in/s [mm/s]）
环 克 = 重力加速度 = 386 in/s2 [ = 9,810 mm/s2 ]
MMAX 应小于称重传感器或称重模块额定量程（单位：lb [kg]）。这些等式计算得出的是秤结构发生严重
倾斜时的保守结果，例如，当负载掉落到相对合规的带有 4 个称重传感器的地秤中心位置时。注意， 等式可用于仅带有称重传感器的称重模块，并且一般情况下，称重模块的倾斜度被假定为相应称重传感器的倾斜度。计量单位保持一致，请使用 lb、in、in/s 和 in/s2 或 kg、mm、mm/s 和 mm/s2。
如果需要采取其它措施消除撞击荷载，*较大量程的称重传感器/称重模块是一种可行的解决方案， 或者您可以考虑一下方案之一：
•改变过程，从而降低物体置于秤上时产生的撞击荷载。
•切割或压式物料以减小料块大小。
•在秤台上添加一些杂物。
•使用减震物料，如防震垫/减振垫、螺旋弹簧、铁路枕木或者致密砂岩来抑制冲击力。
要对传输系统中运输的物体进行称重，请将传输装置的一部分安装到称重模块上。由于物体在输送机上进行称重时通常会移动，因此这些应用需要一个能够承受高水平剪切力负载，同时仍可以称出可复验的重量的称重模块。通过梅特勒-托利多自校正称重模块，传输装置的称重部分可以在承受水平剪切力负载时来回移动，从而减轻震动。但是称重传感器的自恢复悬挂装置往往会使传输装置返回“原”位置，以确保进行可重复性称重。
有很多台秤可以作为标准产品，但是有时需要专门建造一个平台来配合一个特定的应用；这可能需要通过称重模块来完成，称重模块支撑的台秤
机械秤转换
可以通过两种方式将旧的机械秤转变成电子称重。**种方法是秤杆转换。其中包括在添加 S 形元件拉式称重模块的同时保留现有的机械秤秤杆和称重平台。*二种方法就是换秤杆。其中包括 拆下秤杆，在现有称重平台下方添加压式称重模块。
秤杆转换
秤转换可以保留机械秤的刻度盘，这样既可以进行电子称重，也可以进行机械称重。在现有杆秤秤杆上插入 S 形元件拉式称重模块，置于刻度盘栏中。刻度拨盘端锁定，这样 S 形元件就可以感应到从地磅中延伸出的横杆施加的张力。为防止发生断电或出现线路故障，操作人员可以为刻度盘解锁，完全恢复机械操作。图 2-6 显示秤转换。
如何确定秤转换后称重传感器所需的量程（单位：磅 [千克]）：
•确定杆秤秤杆因平台的固定负载所获得的原始张力负载（单位：磅 [千克]）。
•确定现有秤的量程（单位：磅 [千克]）。
•确定秤杆系统的倍数。
将以上列出的变量插入下面的公式中： 称重传感器量程 = 初始张力负载 + 量程
倍数
得出的就是可以采用的**小称重传感器量程，用安全系数乘以该量程，这在* 7 章“拉式称重模块”中作出了进一步讲述。
称重模块静态与动态载荷
在为某个应用程序选择称重模块时，考虑如何为称重模块施加载荷非常重要。料罐、料斗、料仓以及容器上的大多数称重模块应用都使用静态载荷。如果是静态载荷的话，则几乎或者根本不会对称重模块产生剪切力。像输送装置、管架、机械秤转换等应用以及带有高功率搅拌机和混合机的秤使用动态载荷。使用动态载荷，在将产品放在秤上或进行加工的过程中会将水平剪切力传输至称重模块。请参阅* 6 章“压式称重模块”，了解称重模块悬挂的类型以及其应用参数。
采用多少个称重模块？
对于现有安装而言，称重模块的数量取决于现有支撑的数量。如果一个料罐有四个支架，那么您就需要使用四个称重模块。
而对于新的安装而言，好选择三点支撑系统，因为其确保了在称重模块上分配正确的载荷。如果考虑风、流体晃动或者地震载荷因素，那么料罐可能需要四个或四个以上的支撑来另外加固，防止其倾斜。
大多数的秤应用都采用三个或者四个称重模块。梅特勒-托利多仪表可以计算四个、八个，甚至多的称重模块的输出总和，但是出四个以后就很难达到平均分配重量以及调整移位。
要计算每个称重模块的必要量程，请用系统总量程除以支撑的数量。总量程要应用安全系数，以防低估了重量或者重量分配不均。在* 6 章“压式称重模块”和* 7 章“拉式称重模块”中讲述了确定称重模块大小的程序。环境因素（如地震荷载和风力荷载）也会影响应用中称重模块的量程，请参见* 4 章“称重模块环境影响考虑因素”。
称重模块现场校准
另外一个要考虑的要素就是如何校准称重模块系统。如果您向现有料罐添加称重模块的话，可能需要改造料罐才能在上面悬挂合格的校验砝码。料罐至少要能够支撑相当于产品净重（规定量程）的 20%的重量。* 8 章“称重模块系统校准”中讲述了一些现场校准的方法。
称重模块一般安装指南
向称重传感器施加力
使用应变计的称重传感器十分敏感，能够检测到重量发生的十分细微的变化。技巧是确保它们仅对您想要测量的重量作出反应，而不对其它力作出反应。要获得准确的重量读数，您必须认真核实重量施加至称重传感器的方式及位置。理论上，安装的称重传感器要使负载在整个重量范围内垂直施加（参见图 5-1）。
要获得理想的称重效果，称重容器和称重传感器支撑需要保持水平和平行，并且要务必无比牢固。如梅特勒托利多称重模块
果料罐秤及其结构支撑经过仔细设计和安装，那么秤就可以获得理想的载荷应用。如果秤安装不正确，则由多种力会影响其精确度。下面的部分讲述的是料罐秤应用中常碰到的载荷问题。
角向载荷
如果力并非完全垂直施加至称重传感器，那么就会发生角向负载。这一对角力可看作是其垂直组件和水平组件的合力。在设计完好的称重模块应用中，称重传感器会感应出重量（垂直作用力），但无法感应到侧向负载（水平力）。
为带有称重传感器的称重模块应用固定在底座上。料罐重量产生的力完全垂直向下。图 5-2b 中的作用力有一定的角度。该角向力的垂直组件 (F) 垂直于称重传感器， 并受到感应；相当于图 5-2a 中施加的力。水平组件（侧向力）= F × Tangent θ.
所示为角向负载是如何影响固定在进行称重的料罐上的称重传感器。图 5-3a 所示为作用力完全垂直的理想安装情况。在图 5-3b 中，垂直于称重传感器并受到感应的作用力 (FN) 会小于理想安装情况下施加到称重传感器上的垂直作用力 (F)。这种情况下，FN = F × Cosine θ.梅特勒托利多称重模块
如果垂直作用力的施加方向不在中心线上，就会出现偏心荷载。这一问题可能由热膨胀和收缩所致，也可能由安装硬件设计不佳所致。使用能够适应膨胀和收缩的称重模块，您就可以避免偏心荷载问题。
侧向载荷和端部载荷
如果水平力作用于称重传感器的侧面或端部，则会发生侧向负载和端部负载（请参见图 5-5）。它们可能由热膨胀和收缩、偏离或者动态负载引起的容器移位所致。侧向和端部作用力可能会影响秤的线性和磁滞。对于静态负载应用而言，请使用能够抵消热运动的称重模块系统。而对于动态负载应用而言，请使用带有自校准负载销悬架的称重模块系统。
施加至称重传感器的侧向作用力和端部作用力
如果侧向所用力转动称重传感器，则会发生转矩载荷。这可能由结构弯曲、系统动力则学、热运动或安装硬件偏离所致。转矩载荷会降低系统的精确度和可重复性。为避免发生这一问题， 请务必遵守相应的结构支撑和安装指南，并使用防止料罐运动的称重模块。
称重模块称重系统性能
精确度、分辨率以及可重复性是衡量一个称重系统性能的基本概念。精确度指的是秤仪表上的读数与秤上放置的实际重量的接近程度。秤的精确度通常根据公认的标准来衡量，比如 NIST 认证的校验砝码。
分辨率指的是数字秤能够检测到的小的重量变化。分辨率根据增量大小进行衡量，取决于称重传感器和数字仪表的功能。数字重量仪表可能能够显示非常小的增量，比如 0.01 磅 [5 克]；但是这并不表
示系统的精确度达 0.01 磅 [5 克]。
图 3-1 有助于您区分精确度和分辨率。即使仪表的分辨率为 0.01 磅 [0.005 千克]，重量度数的精确度也
不能达到 0.32 磅 [0.145 千克]。分辨率取决于仪表的电子电路。现在的许多工业仪表都可以都可以将称
重传感器信号分为 1,000,000 个刻度，并且实际可以显示 100,000 个刻度。显示的分辨率取决于仪表的分配方式。但是显示增量的大小不能使秤精确到该增量。
梅特勒-托利多有多少个称重模块？
可重复性指的是当在秤上放置相同的重量时，称能够显示相同的重量读数。这在配料和填料应用中尤
为重要，每一批都需要相同量的物料。可重复性和精确度是紧密相关的。您所拥有的系统可重复，却
未必准确；但是系统只有在可重复的情况下才能准确。
以下因素会影响称重模块称重系统的精确度和可重复性。稍候本手册对其进行了详细说明。
•环境因素：风力、地震力、温度、振动
•称重模块系统支撑结构
•料罐和容器设计
•管路设计（活动至固定连接）
•称重传感器和终端的质量
•称重传感器总量程
•校准
•操作 / 装运因素
将出现料罐秤的精确度会受到料罐本身设计的影响。应设计新的料罐，保证其在物料重量作用下不会严重弯曲，并且不会在满载或空载的情况下出现压力失衡。如果您要将现有料罐转至秤上，您可能需要修改料罐来满足这些要求。
压式秤的稳定性
称重模块旨在将负载准确移至称重传感器，同时避免发生上一部分中所述的不必要的作用力。
是从 Centerlign（一种典型压式称重模块）**板的简化横截面图。
**板
摇杆销
称重传感器
梅特勒托利多称重模块Centerlign **板的简化横截面
它显示的是置于摇杆销上的**板，是将载荷移至称重传感器的工具。摇杆销的上表面为球面半径，这就是说**板只有单点支撑，理论上应为**板的中心点。另外，称重模块必须具备允许**板在发生热膨胀和收缩时水平移动的机制，这种情况下，摇杆销经过 5-7 次倾斜，使**板的支撑点水平移开中心点位置。前述状况有两个重要后果：
1.无法向**板施加力矩来防止其转出水平面之外。
2.**板会自然转出水平面之外。即使从上方向**板添加负载，下面的支撑点也会因为热膨胀/收缩轻微偏离中心，这样就会产生多种转动**板的可能。这一情形会因为必然的制造和安装容差而加重。
这些点对所有称重模块都适用，并且对压式秤的设计师有很多启示：
•一个单独的压式称重模块无法支撑一个秤，至少需要三个称重模块。在平面图中，称重模块不能在一条直线上，三个称重模块必须安排成三角形，四个则要安排成正方形或矩形等。
•作用于称重心的垂直重力应始终在支撑点规定的称重模块**板上的水平面范围内；不得出这一范围。换句话说，在正常的称重状况下一定会对称重模块产生一些向下的作用力。不能过任何称重模块的额定量程，因为可能会损坏称重传感器；理想状况下重心应在位置，这样所有的称重模块才能平均负载。
•请参见图 5-8，称重模块必须夹在坚固的底座（下部）和坚固的秤结构（下部）之间，以确保基座和**板保持在水平面内。底座可以是混凝土，也可以是钢结构。秤结构可为钢质平台，也可为料罐、料斗等，增加称重模块**板的坚固性。如果料罐有支架，支架一定要牢固并且呈十字支撑，请参见下面的图 5-15a 和 5-15b。
典型的秤配置（可看到 4 个称重模块中的 2 个）
•基板不能直接置于脚轮或车轮上，如图 5-9 所示。可以制作案秤，但是车轮/脚轮与称重模块基板之间必须有坚固的架构。
称重模块是一种称量设备，它包含一个称重传感器，以及将称重传感器连接至平台、输送皮带、料罐、料斗、容器或者任何组成秤体的物体所*的安装硬件。通常情况下要用三到四个称重模块才能完全支撑物体的总重量。这样就能有效地将物体转变成秤体。一个称重模块系统必须能够 提供准确的称重数据，并且能够安全支撑物体。
称重模块分为两种基本类型：压式型和拉式型。
压式称重模块
压式称重模块适用于大多数的称重应用。这些模块可以直接安装到地面、结构底座或横梁上。料罐或其它物体安装在称重模块的**部。
一个典型的压式称重模块。它由称重传感器、**板（承受载荷）、负载销（将载荷从**板传至称重传感器）以及底板（用螺栓固定至地面或者其它支撑表面）组成。可能会用压紧螺栓来防止容器翻倒。至少需要三个称重模块组成三角形才能完全支撑一个秤体，4 个称重模块组成正方形或矩形的情况也很常见。
**板
称重传感器
压紧螺栓
底板
负载销
拉式称重模块
拉式称重模块用于上方（比如从建筑的上部构造或上层露面上）必须悬挂的料罐、料仓或其它物体上形成秤体。
一个典型的拉式称重模块。它采用的是 S 形的称重传感器，两端都有螺纹孔。两端都旋入了球形杆端轴承，连接叉装置通过螺纹杆连接至上部的结构和下部的料罐。通常情况下要用三个或三个以上的称重模块才能完全支撑起秤体。
梅特勒托利多称重模块确定系统分辨率
非交易过程称重
称重传感器和仪表结合来产生所需系统分辨率或增量的能力水平可通过以下公式计算得出：
信号强度 = 所需增量大小 × 称重传感器输出 (mV/V)* × 激励电压 × 1,000
（伏特每增量） 单个称重传感器量程 × 称重传感器数量
大多数梅特勒-托利多称重传感器的输出为 2 mV/V。
在公式中输入所需增量，同时输入称重传感器和仪表参数，始终采用相同的重量单位。如果信号强度
（伏特每增量）低于仪表允许的小值，系统就可以提供所需的分辨率。
梅特勒托利多称重模块示例 1：
假设假设料罐秤的仪表上安装了四个 5,000 磅称重传感器 (2 mV/V)，仪表激励电压为 15 VDC，小值为
0.1 微伏每增量，显示的大增量为 100,000。您想要称起的重量达 15,000 磅，增量为 2 磅（显示的增量为 7,500）。根据公式算出所需的信号强度：
2 lb × 2 mV/V × 15 VDC × 1,000 = 3.0 微特每增量
5,000 lb × 4
仪表的可取的小信号强度为 0.1 微伏每增量。由于根据公式计算得出的信号为 3.0 微伏每增量，大于
该 0.1 微伏每增量，因此您能够显示 2 磅增量。
示例 2：
假设料罐秤的仪表安装了四个 1100 千克的称重传感器 (1.94 mV/V)，仪表的激励电压为 5 VDC，小值为 0.1 微伏每增量，显示的大增量为 100,000。您想要称起的重量达 1,000 千克，增量为 0.2 kg（显示的增量为 5000）。根据公式算出所需的信号强度：
0.2 kg × 1.94 mV/V × 5 VDC × 1,000 = 0.44 微伏每增量
1100 kg × 4
仪表的可取的小信号强度为 0.1 微伏每增量。由于根据公式计算得出的信号为 0.44 微伏每增量，大
于该 0.1 微伏每增量，因此您能够显示 0.2 千克增量。
合法贸易交易称重
如果您用砝码称重来购买和/或销售物料，分辨率或增量则会受到秤的许可的限制。下面一部分介绍合
法贸易应用的行业标准以及这些标准对称分辨率的限制。
确定系统精确度和可重复性
经验表明，完全由置于稳固基础上的称重模块支撑的料罐秤的精确度小于施加载荷（置于秤上的重量） 的 0.1%。如果这类秤经过正确校准，就可以读出置于其上面的重量的准确读数。理论上，总负重量程的百分比应该等于总计数（增量）的百分比。图 3-2 阐释了这一关系。
梅特勒托利多称重模块：理想量程与计数次数
如果秤的计数次数为 1,000，总量程为 5,000 磅 [2000 千克]，那么每一次的计数应为 5 磅 [2 千克]。当把 2,500 磅 [1000 千克] 的重量置于秤上时，则计数次数应为 500。如果重量为 5,000 磅 [2000 千克]，则计数次数应为 1,000。不管是向秤上添加重量还是从秤上减去重量，这一关系都不会改。
如果秤未经正确校准，这一理想的关系则未必正确。有四种主要的误差会导致称重不准：
•校准误差
•线性误差
•滞后误差
•可重复性误差
梅特勒托利多称重模块校准误差
一些误差是因为称重设备没有经过正确校准。如果出现校准误差（参见图 3-3），计数次数与载荷的比
例仍是一条直线，因为这是在理想的秤状况下。但是在满载荷情况下，直线不能完全达到计数次数。重量和计数次数之间为线性关系，但并不准确无误。这通常是由对秤进行电子校准时发生的误差所致， 可以通过重新校准秤进行正。
线性误差
线性指的是负载附加到秤上时，秤能够保持计数次数与负载比例（图中的一条直线）的一致性。如果
出现线性误差，秤能够在零载荷和满载荷时正确读数，但在两点之间则无法正确读数（请参见图 3-4）。重量指示可能会**实际重量（如图所示），也可能会低于实际重量。
梅特勒托利多称重模块一般考虑因素
梅特勒-托利多 确定系统精确度和可重复性
滞后误差
滞后指的是对于同一施加载荷的秤读数的大差异，一个读数通过从零增加负载得出，另外一个通过
从满载减少负载得出。图 3-5 所示为典型的滞后误差。秤在零载荷和满载荷时能够准确读数。逐渐向称添加重量时，曲线低于直线，显示的读数过低。达到满载后，重量逐渐减少，曲线**直线，显示的读数过高。滞后指的是负载和卸载曲线之间的大差异；在本示例中出现在半载荷时。您应当采取一些措施来减少配料称、填料称和计数称应用中的线性误差和滞后误差，特别是采用了全套秤的情况下。
梅特勒托利多称重模块可重复性误差
可重复性指的是秤能够在相同的环境状况下多次添加或去除同样的重量时显示相同的读数。它指的是
读数之间的大差异，用施加载荷的百分比表示。例如，假设在量程 5,000 磅 [2500 千克] 的秤上放
置 10 次 5,000 磅 [2500 千克] 的重量，5,001 磅 [2500.5 千克] 为大读数，而 5,000 磅 [2500 千克]
为小读数。可重复性误差则为 1 磅 [0.5 千克]，或者是秤体的施加载荷 (A.L) 的 0.02% (1/5,000)。注意：带有施加载荷的秤体的可重复性误差，如果施加载荷减少一半，则可重复性误差也要减半。
梅特勒托利多称重模块撞击载荷
秤发生撞击荷载可能是偶然状况，或者是由其操作本身造成，在设计过程中要考虑到这一状况，特别是料斗秤、台秤和皮带秤。它是由秤上重量的突变所致，例如，当物体掉到或者跌落到秤上时。典型的例子就是对铁屑进行称重，通过电磁收集器为称装载；以及用来对铸件称重的地秤，它用高架起重机将铸件装至秤上。如果冲击力过强，您就需要安装较大容量的称重传感器，或者采取其它措施限制外加负载。
为消除掉落物体产生的冲击荷载，您必须清楚掉落物体的重量，掉落的垂直距离、空秤结构的重量、称重传感器的数量以及称重传感器的额定量程和弯曲度。梅特勒-托利多数据表中列出了后者。
为消除降落物体（特别是吊车荷载应用）产生的撞击荷载，您必须清楚降落物体的重量、降落速度、空秤结构的重量、称重传感器的数量以及称重传感器的额定量程和挠曲度。
梅特勒托利多称重模块“压式称重模块”或* 7 章“拉式称重模块”中所述的标准方式确定称重传感器/称重模块的大小。然后检查撞击荷载能否对其造成损坏。找出载荷状况差的称重传感器，并用以下等式之一估算掉落或降落载荷附加至该称重传感器的大载荷。
MMAX = 掉落或降落载荷在差的称重传感器上产生的大负载（单位：lb [kg]）。M1 = 差的称重传感器所承载的掉落或降落载荷部分（单位：lb [kg]）。
梅特勒托利多称重模块M2 = 差的称重传感器所承载的秤的固定负载部分（单位：lb [kg]）。
H = 物体掉落的高度（单位：英寸 [毫米]）
四 R.C. = 称重传感器的额定量程 (Emax)（单位：lb [kg]）。需要的话，请将其它单位换算成 lb 或 kg。
∆ = 额定量程下，称重传感器的倾斜度（单位：英寸 [毫米]）。如果应用中使用了防震垫/减
振垫，请参见下面的“使用防震垫/减振垫”。
V = 物体降落的速度（单位：in/s [mm/s]）
环 克 = 重力加速度 = 386 in/s2 [ = 9,810 mm/s2 ]
MMAX 应小于称重传感器或称重模块额定量程（单位：lb [kg]）。这些等式计算得出的是秤结构发生严重
倾斜时的保守结果，例如，当负载掉落到相对合规的带有 4 个称重传感器的地秤中心位置时。注意， 等式可用于仅带有称重传感器的称重模块，并且一般情况下，称重模块的倾斜度被假定为相应称重传感器的倾斜度。计量单位保持一致，请使用 lb、in、in/s 和 in/s2 或 kg、mm、mm/s 和 mm/s2。
如果需要采取其它措施消除撞击荷载，*较大量程的称重传感器/称重模块是一种可行的解决方案， 或者您可以考虑一下方案之一：
•改变过程，从而降低物体置于秤上时产生的撞击荷载。
•切割或压式物料以减小料块大小。
•在秤台上添加一些杂物。
•使用减震物料，如防震垫/减振垫、螺旋弹簧、铁路枕木或者致密砂岩来抑制冲击力。
要对传输系统中运输的物体进行称重，请将传输装置的一部分安装到称重模块上。由于物体在输送机上进行称重时通常会移动，因此这些应用需要一个能够承受高水平剪切力负载，同时仍可以称出可复验的重量的称重模块。通过梅特勒-托利多自校正称重模块，传输装置的称重部分可以在承受水平剪切力负载时来回移动，从而减轻震动。但是称重传感器的自恢复悬挂装置往往会使传输装置返回“原”位置，以确保进行可重复性称重。
有很多台秤可以作为标准产品，但是有时需要专门建造一个平台来配合一个特定的应用；这可能需要通过称重模块来完成，称重模块支撑的台秤
机械秤转换
可以通过两种方式将旧的机械秤转变成电子称重。**种方法是秤杆转换。其中包括在添加 S 形元件拉式称重模块的同时保留现有的机械秤秤杆和称重平台。*二种方法就是换秤杆。其中包括 拆下秤杆，在现有称重平台下方添加压式称重模块。
秤杆转换
秤转换可以保留机械秤的刻度盘，这样既可以进行电子称重，也可以进行机械称重。在现有杆秤秤杆上插入 S 形元件拉式称重模块，置于刻度盘栏中。刻度拨盘端锁定，这样 S 形元件就可以感应到从地磅中延伸出的横杆施加的张力。为防止发生断电或出现线路故障，操作人员可以为刻度盘解锁，完全恢复机械操作。图 2-6 显示秤转换。
如何确定秤转换后称重传感器所需的量程（单位：磅 [千克]）：
•确定杆秤秤杆因平台的固定负载所获得的原始张力负载（单位：磅 [千克]）。
•确定现有秤的量程（单位：磅 [千克]）。
•确定秤杆系统的倍数。
将以上列出的变量插入下面的公式中： 称重传感器量程 = 初始张力负载 + 量程
倍数
得出的就是可以采用的**小称重传感器量程，用安全系数乘以该量程，这在* 7 章“拉式称重模块”中作出了进一步讲述。
称重模块静态与动态载荷
在为某个应用程序选择称重模块时，考虑如何为称重模块施加载荷非常重要。料罐、料斗、料仓以及容器上的大多数称重模块应用都使用静态载荷。如果是静态载荷的话，则几乎或者根本不会对称重模块产生剪切力。像输送装置、管架、机械秤转换等应用以及带有高功率搅拌机和混合机的秤使用动态载荷。使用动态载荷，在将产品放在秤上或进行加工的过程中会将水平剪切力传输至称重模块。请参阅* 6 章“压式称重模块”，了解称重模块悬挂的类型以及其应用参数。
采用多少个称重模块？
对于现有安装而言，称重模块的数量取决于现有支撑的数量。如果一个料罐有四个支架，那么您就需要使用四个称重模块。
而对于新的安装而言，好选择三点支撑系统，因为其确保了在称重模块上分配正确的载荷。如果考虑风、流体晃动或者地震载荷因素，那么料罐可能需要四个或四个以上的支撑来另外加固，防止其倾斜。
大多数的秤应用都采用三个或者四个称重模块。梅特勒-托利多仪表可以计算四个、八个，甚至多的称重模块的输出总和，但是出四个以后就很难达到平均分配重量以及调整移位。
要计算每个称重模块的必要量程，请用系统总量程除以支撑的数量。总量程要应用安全系数，以防低估了重量或者重量分配不均。在* 6 章“压式称重模块”和* 7 章“拉式称重模块”中讲述了确定称重模块大小的程序。环境因素（如地震荷载和风力荷载）也会影响应用中称重模块的量程，请参见* 4 章“称重模块环境影响考虑因素”。
称重模块现场校准
另外一个要考虑的要素就是如何校准称重模块系统。如果您向现有料罐添加称重模块的话，可能需要改造料罐才能在上面悬挂合格的校验砝码。料罐至少要能够支撑相当于产品净重（规定量程）的 20%的重量。* 8 章“称重模块系统校准”中讲述了一些现场校准的方法。
称重模块一般安装指南
向称重传感器施加力
使用应变计的称重传感器十分敏感，能够检测到重量发生的十分细微的变化。技巧是确保它们仅对您想要测量的重量作出反应，而不对其它力作出反应。要获得准确的重量读数，您必须认真核实重量施加至称重传感器的方式及位置。理论上，安装的称重传感器要使负载在整个重量范围内垂直施加（参见图 5-1）。
要获得理想的称重效果，称重容器和称重传感器支撑需要保持水平和平行，并且要务必无比牢固。如梅特勒托利多称重模块
果料罐秤及其结构支撑经过仔细设计和安装，那么秤就可以获得理想的载荷应用。如果秤安装不正确，则由多种力会影响其精确度。下面的部分讲述的是料罐秤应用中常碰到的载荷问题。
角向载荷
如果力并非完全垂直施加至称重传感器，那么就会发生角向负载。这一对角力可看作是其垂直组件和水平组件的合力。在设计完好的称重模块应用中，称重传感器会感应出重量（垂直作用力），但无法感应到侧向负载（水平力）。
为带有称重传感器的称重模块应用固定在底座上。料罐重量产生的力完全垂直向下。图 5-2b 中的作用力有一定的角度。该角向力的垂直组件 (F) 垂直于称重传感器， 并受到感应；相当于图 5-2a 中施加的力。水平组件（侧向力）= F × Tangent θ.
所示为角向负载是如何影响固定在进行称重的料罐上的称重传感器。图 5-3a 所示为作用力完全垂直的理想安装情况。在图 5-3b 中，垂直于称重传感器并受到感应的作用力 (FN) 会小于理想安装情况下施加到称重传感器上的垂直作用力 (F)。这种情况下，FN = F × Cosine θ.梅特勒托利多称重模块
如果垂直作用力的施加方向不在中心线上，就会出现偏心荷载。这一问题可能由热膨胀和收缩所致，也可能由安装硬件设计不佳所致。使用能够适应膨胀和收缩的称重模块，您就可以避免偏心荷载问题。
侧向载荷和端部载荷
如果水平力作用于称重传感器的侧面或端部，则会发生侧向负载和端部负载（请参见图 5-5）。它们可能由热膨胀和收缩、偏离或者动态负载引起的容器移位所致。侧向和端部作用力可能会影响秤的线性和磁滞。对于静态负载应用而言，请使用能够抵消热运动的称重模块系统。而对于动态负载应用而言，请使用带有自校准负载销悬架的称重模块系统。
施加至称重传感器的侧向作用力和端部作用力
如果侧向所用力转动称重传感器，则会发生转矩载荷。这可能由结构弯曲、系统动力则学、热运动或安装硬件偏离所致。转矩载荷会降低系统的精确度和可重复性。为避免发生这一问题， 请务必遵守相应的结构支撑和安装指南，并使用防止料罐运动的称重模块。
称重模块称重系统性能
精确度、分辨率以及可重复性是衡量一个称重系统性能的基本概念。精确度指的是秤仪表上的读数与秤上放置的实际重量的接近程度。秤的精确度通常根据公认的标准来衡量，比如 NIST 认证的校验砝码。
分辨率指的是数字秤能够检测到的小的重量变化。分辨率根据增量大小进行衡量，取决于称重传感器和数字仪表的功能。数字重量仪表可能能够显示非常小的增量，比如 0.01 磅 [5 克]；但是这并不表
示系统的精确度达 0.01 磅 [5 克]。
图 3-1 有助于您区分精确度和分辨率。即使仪表的分辨率为 0.01 磅 [0.005 千克]，重量度数的精确度也
不能达到 0.32 磅 [0.145 千克]。分辨率取决于仪表的电子电路。现在的许多工业仪表都可以都可以将称
重传感器信号分为 1,000,000 个刻度，并且实际可以显示 100,000 个刻度。显示的分辨率取决于仪表的分配方式。但是显示增量的大小不能使秤精确到该增量。
梅特勒-托利多有多少个称重模块？
可重复性指的是当在秤上放置相同的重量时，称能够显示相同的重量读数。这在配料和填料应用中尤
为重要，每一批都需要相同量的物料。可重复性和精确度是紧密相关的。您所拥有的系统可重复，却
未必准确；但是系统只有在可重复的情况下才能准确。
以下因素会影响称重模块称重系统的精确度和可重复性。稍候本手册对其进行了详细说明。
•环境因素：风力、地震力、温度、振动
•称重模块系统支撑结构
•料罐和容器设计
•管路设计（活动至固定连接）
•称重传感器和终端的质量
•称重传感器总量程
•校准
•操作 / 装运因素
