本文在提出電子秤稱(chēng)重顯示器的最小檢定分度值、最大檢定分度數的基礎上， 進(jìn)而分析討論了它們的作用意義、典型應用、實(shí)際檢測等問(wèn)題。

1.概述

電子秤稱(chēng)重顯示器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)顯示器）猶如電子秤的頭腦，經(jīng)過(guò)對稱(chēng)重傳感器輸出信號進(jìn)行分析、判 斷、處理，不僅能把被稱(chēng)物的重量值以數字形式準 確地顯示出來(lái)，而且能完成置零、零點(diǎn)跟蹤、自檢、 校準等控制功能。隨著(zhù)單片微機、電子技術(shù)的推廣 應用，顯示器獲得飛速發(fā)展，充滿(mǎn)活力，為電地磅 提高質(zhì)量性能、稱(chēng)量自動(dòng)化、智能化作出了卓越貢 獻。

時(shí)下顯示器主要以量大面廣的電阻應變式傳 感器為服務(wù)對象，它們占據了市場(chǎng)主流，不斷推陳 出新。它們的共同特點(diǎn)是:提供橋路激勵電源;采用 電壓比例測量；輸出電壓信號小，包括固定和可變 兩部分，范圍從幾毫伏到幾十毫伏；內分辨力遠遠 髙于外顯分度值，最低不小于4倍；以kg、t等質(zhì)量 單位來(lái)標度；分度值按1. 2. 5形式來(lái)顯示；4個(gè)準確 度等級與非自動(dòng)衡器的相對應；誤差不大于相應衡 器的二分之一允差等。這些特點(diǎn)已逐漸為人們所認 識、熟悉，它們在有關(guān)的檢定規程、標準等技術(shù)文件 中也有闡述。

2.兩個(gè)重要性能參數

1.最小檢定分度值(有時(shí)稱(chēng)最高輸入靈敏度）

它是指顯示器對最小輸入電壓信號進(jìn)行如實(shí)的 顯示或反映能力，低于這個(gè)值，顯示將出現不穩定或 產(chǎn)生過(guò)大誤差，超出規定要求。它代表顯示器的絕 對準確度，可用符號Vamin表不，例如Vamin為 0. 3uV、luV、3uV等。很顯然，這個(gè)值越小，越有利于 提高與之相連衡器的鑒別力，保證精度。

2.最大檢定分度數

它是指顯示器在不變量程情況下，所允許的最大輸人電壓信號與最小檢定分度值Vamin之商。它 可用符號Namax表示，代表了顯示器的相對準確 度，例如 Naman 為 10000、20000、40000 等，很顯然， 這個(gè)值越大，越有利于增大與之相連衡器的檢定分 度數，減小誤差。

顯示器不論是在生產(chǎn)制造過(guò)程中，還是在檢測 和使用中，它的這兩個(gè)重要性能參數時(shí)有被人忘記 或忽略的現象，例如出廠(chǎng)說(shuō)明沒(méi)有具體指標，檢測 報告不給明確數據，導致使用選擇無(wú)參照或取舍依 據，這種現象應該加以糾正和改變。

3.Vamin 和 Namax 的作用與意義

3.1顯示器質(zhì)量保證的關(guān)鍵核心性能參數

顯示器的內在質(zhì)量通常由其計量要求與技術(shù) 要求兩個(gè)方面來(lái)概述。這集中體現在各自性能參數 和控制功能上。顯示器的性能參數上下有幾十項， 例如準確度等級及允差、內部分辨率、外顯分度數、 人端噪聲、輸人靈敏度、空秤和量程輸入電壓范圍、 非線(xiàn)性、重復性、時(shí)間漂移、工作溫度范圍、零點(diǎn)和 量程溫度系數、工作安全性（包括絕緣電阻、漏電 流、耐高壓）、抑制供電源變化能力（包括電壓瞬時(shí) 中斷或跌落、頻率波動(dòng)、竄人脈沖串）：以及抵抗高 頻場(chǎng)強、電荷放電、沖擊振動(dòng)等干擾影響；顯示器的 控制功能也有十幾項，例如置零、過(guò)零指示、零點(diǎn)跟 蹤、去皮、欠載或超載報瞥、參數設定、校準修正、斷 電保護、程序自檢、錯誤診斷、記憶存貯、輸出打印 等。在這些項目中，Vamin和Namax既作用顯著(zhù)，至 關(guān)重要，又息息相通，關(guān)系密切。

首先，顯不器的Vamin越小，Namax越大，其準 確度越高，誤差越小，輸人電壓范圍變寬，重復性變 好，非線(xiàn)性和人端噪聲變小等；同時(shí)為實(shí)現各項控 制功能進(jìn)行穩定，可靠地工作，也提出了進(jìn)一步的 要求。

其次，Vamin、Namax的數值大小將關(guān)系到適用 衡器的范圍、場(chǎng)合、狀況，例如都是準確度3級顯示 器，有的 Vamino 為 0. 3|xv, Namax 為 50000,有的為 3(XV. 10000,結果兩者在實(shí)際運用中迥然不同，前者 除了能適用III級衡器全部情況，還能適用n級衡器 部分情況;后者僅能適用III級衡器部分情況。有時(shí)， 對于檢定分度數n = 3000都難以滿(mǎn)足。詳見(jiàn)下面舉 例。

第三，顯不器Vamin、Namax的任何追趕或突 破，絕非輕而易舉，必須付出艱辛努力，思想要銳意進(jìn)取，百折不燒；技術(shù)要精益求精，獨辟溪徑；方法 要針對要害，一絲不茍；舉措要因事制宜，講求實(shí) 效，如此等等’堅持不懈，最終會(huì )有結果，做出成績(jì)， 爭創(chuàng )先進(jìn)水平。

3.2Vamin、Namax與e、n之間的關(guān)系

如上所述，Vamin Namau分別顯不器的檢定分 度值，最大檢定分度數，用來(lái)表明電子秤的準確程度， 而e、n分別最小的檢定分度值,檢定分度數，用來(lái)表 明電子秤的準確程度，那么，它們之間有何聯(lián)系呢？

眾所周知，非自動(dòng)衡器根據e、n劃分了四個(gè)準確 度等級,又在每個(gè)準確度等級中分成低、中、高三個(gè)稱(chēng) 量段，各稱(chēng)量段首次或周期檢定所對應的允差為±5e、± le、± 1. 5e;作為與之配套的顯不器，也對應 分為四個(gè)準確度等級，它們各自的允差為衡器二分之 —允差，分別是±0. 25e、±0. 5e、±0. 75e0這里有兩 個(gè)關(guān)系值得特別注意:一是電子秤在中稱(chēng)量段的允差與 其檢定分度值之間1:1關(guān)系;二是顯示器在低稱(chēng)量段 的允差為電子秤檢定分度值之間為1:4關(guān)系。借鑒、參 照這兩個(gè)關(guān)系，不禁想到，將顯示器最小檢定分度值 確定為與其低稱(chēng)量段的允差相同，理由闡述如下：

首先，由于顯示器的最小檢定分度值與低稱(chēng)量 段的允差一樣，而中稱(chēng)量段充差為這段允差的2倍 ，髙稱(chēng)量段允差為這段允差的3倍。如果低稱(chēng)量段較 小允差獲得滿(mǎn)足，那么整個(gè)稱(chēng)量范圍就會(huì )沒(méi)有問(wèn) 題。

其次，顯示器在低稱(chēng)量段范圍，包括固定和可 變兩部分測試信號，其固定部分是秤臺自重等信 號，可變部分是低稱(chēng)量段的量程信號。固定部分信 號幾乎在所有地磅中存在，盡管它們大小不 一，但大多超過(guò)可變部分信號,有的能達到幾十倍。 在顯示器中，雖然固定部分信號不用顯示出來(lái)，可 是它的誤差要達到量程部分信號規定允差。因此， 顯示器的相對誤差，隨著(zhù)固定部分信號幅值加大而 變小，要求越加嚴格、精確。例如m級秤的顯示器， 其低稱(chēng)量段范圍的量程部分信號為0~500e,若固定部分信號分別為0、1500e. 4500e、9500e時(shí)，則它 們所對應的相對誤差為5 x 10M. 25 x 10 4、0. 5 x 10-4、0. 25 x 10-4o這相對誤差0. 25 x 10-4的顯示 器，它被用于自重、皮重等為9500e、量程僅為ID級 電子衡器0~500e。

第三，當知道顯不器的Vamin和Namax后，可 以通過(guò)簡(jiǎn)單計算，獲取地磅檢定分度值e的最 小電壓信號值，檢定分度數n的適應范圍；同時(shí)能 對配套稱(chēng)重傳感的性能參數如它的種類(lèi)形式、靈敏 度、供橋電壓、使用載荷等提出參考意見(jiàn)?；蛘叻催^(guò) 來(lái)，知道地磅n、e的電壓信號值以及稱(chēng)重傳感 器有關(guān)性能參數后，確定選擇顯示器的Vamin、Na- max。例如有兩臺顯不器，Vamin分別為0. 3pv、 1.5(XV, Namax分別為50000、10000。則前者適于地磅nh 10000. e的電壓信號值后者適 于“2500、e的電壓信號值否則8會(huì )超差 或難以穩定工作。

第四，顯示器各準確度等級的最大檢定分度數 Namax為各相應等級的地磅最大檢定分度數 Namax的4倍,相當將其拉長(cháng)變大,這樣有利于精雕 細刻，提髙產(chǎn)品質(zhì)量；顯示器各準確度等級的允差， 在低、中、髙各稱(chēng)量段分別為lVamin、2Vamin? 3Vamin,它們無(wú)小數或分數，容易記憶，計算方便， 運用快捷。常用準確度③級、④級。

第五，顯不器Vamin. Namax的明確提出，有益 于產(chǎn)品對照比較，有益于統一目標，認請努力方向， 將為顯示器的制造、檢測、使用、發(fā)揮積極作用，產(chǎn) 生良好影響。

4.應用舉例與分析討論 當今，III級地磅量大面廣，幾乎無(wú)處不 在。它們的檢定分度數n在3000左右。最大稱(chēng)量值 較小的電子秤，例如計價(jià)秤、平臺秤等，一般采用 單個(gè)稱(chēng)重傳感器制成；最大稱(chēng)量值較大的電子秤，例如汽車(chē)衡、軌道衡等，通常采用多個(gè)稱(chēng)重傳感 器制成。稱(chēng)重傳感器大多是電阻應變式結構原理， 供橋激勵源電壓為10~ 12V，靈敏度為2mv/v左 右，它們在額定載荷下最大輸出電壓信號約達20 ~ 24mv.上面所說(shuō)的就是顯示器面對的基本情況，下 面以此為典型,進(jìn)行舉例,分析討論：

4. 1應用舉例

4. 1. 1情況1

該情況是在電子秤空秤時(shí)，輸出電壓信號為零或接近零，在最大稱(chēng)量值時(shí)為18mv。因為考慮偏載、超 載、沖擊載荷等,故稱(chēng)重傳感器總不能達到額定載荷 工作狀態(tài)，要留有一定余量,予以保護。設電子秤檢定分度數n = 3000,則檢定分度值e的相應電壓 信號為6^.為了保證電子秤不超出允差，顯示 器至少應符合以下規定要求：在0~500e低稱(chēng)量段，允差511.5一1;在> 500e~2000e 中稱(chēng)量段，允差：≤I1.5uvI在>500e- 2000e稱(chēng)量段,允差<14. 5^vl0這里要強調的是,顯 不器最小檢定分度值Vamin為1. 5|xv,其它大于這個(gè) 值的，一般無(wú)法保證低稱(chēng)量段的允差。顯示器最大檢 定分度數 Namax 為 12000,在 0 ~ 2000Vamin(0 ~ 3mv) 允差為 土 1 Vamin;在（> 2000 ~ 8000) Vamin(> 3mv ~ 12mv)允差為 ±2Vamin;在(> 8000 ~ 12000)Vamin(> 12mv~ 18mv)允差為 ±3Vaniin。

4. 1.2情況2

該情況是在電子秤空秤時(shí)，輸出電壓信號為 6mv,它主要由秤臺自重造成，可視為固定部分信號。 在最大稱(chēng)量值時(shí)，總輸出電壓信號為18mv,其中量程 部分信號為12mv，仍然設電子秤檢定分度數n = 3000,則檢定分度值e的相應電壓信號為4uv,那么顯 示器至少應滿(mǎn)足以下規定要求:

在0~500e低稱(chēng)量段允差Sll|xvl;在> 500e~ 2000e 中稱(chēng)量段允差1I;在> 2000e ~ 3000e 高 稱(chēng)量段允差SI3jjlVI。這里要強調的是:顯示器最小檢 定分度值Vamin為l^v，最大檢定分度數Ndmax為 18000,各稱(chēng)量段允差：（0 ~ 8000) Vamin(0 ~ 8mv)為 ±

1 Vamin; (> 8000 ~ 14000) Vamin(> 8~14mv)為土 2Vamin; (> 14000 ~ 18000) Vamin(> 14~18mv)*± 3Vamin0

4.1.3情況3

該情況是在電子秤空秤時(shí)，輸出電壓信號為 9mv,它主要由秤臺自重、被稱(chēng)物皮重產(chǎn)生，可視為固 定部分信號；在最大稱(chēng)量值時(shí)，總輸出電壓信號為 18mv,其中量程部分信號為9mV。仍然設電子衡器檢 定分度數n = 3000,則檢定分度值e的相應電壓信號 為顯示器至少應達到以下規定要求：

在0~500e低稱(chēng)量段允差備10. 75jjlvI ;在> 500e -2000e 中稱(chēng)量段允差?ll.5jtvl；在〉2000e - 3000e髙稱(chēng)量段允差12. 25m-v I。這里要強調的是:顯 示器最小檢定分度值Vamin為0. 75jjlv,最大檢定分度 數Namax為24000,各稱(chēng)量段允差：（0~ 14000)Vamin(0 ~ 10. 5mv) 為 ±lVamin，> 14000 ~

2000Vamin(> 10. 5mv ~ 15mv)為 2Vamin，> 20000 ~ 24000Vamin(> 15 ~ 18mv)為 3Vamin。

4.1.4情況4

該情況是電子秤在空秤時(shí)，輸出電壓信號為6mv，它主要由秤臺自重、被稱(chēng)物皮重等引起，可視 為固定部分信號；在最大稱(chēng)量值時(shí)，總輸出電壓信號 為18mv，其中量程部分信號為5.4mv。仍然設電子衡 器檢定分度數n = 3000,則檢定分度值e的相應電壓 信號為1. 8mv，那么顯示器至少應滿(mǎn)足以下規定要求:

在0~500e低稱(chēng)量段允差專(zhuān)10.45#丨，在乏 500e-2000e中稱(chēng)量段充差在10.9#1，在> 2000e~ 3000e髙稱(chēng)量段允差在11. 35p?vl。這里要強調的是:顯 不器最小檢定分度值Vamin為0. 45mv,最大檢定分 度數為40000，各稱(chēng)量段允差：(0 ~ 30000) Vamin(0 -5mv)為 ± lVamin, (> 30000 ~ 36000) Vamin(> 13. 5 ~ 16. 2mv)為 ±2Vamin， (> 36000 - 40000) Vamin(> 16. 2 ~ 18mv)為 ± 3Vamin。

4.2分析討論

4.2. 1平時(shí)一講起顯示器，不少同志就會(huì )習慣 地用電子秤的檢定分度數n、檢定分度值e來(lái)論其長(cháng) 短。殊不知，這樣不夠理想，不盡完全。顯示器究竟 不同于電子秤，它作為組成部件，應該具備自己的 特性。在上述舉例中，電子秤幾種情況n = 3000 相同，e也相同，只是因為空秤下的初始固定載荷有 差異，結果導致顯示器的性能參數較大變化。最小 檢定分度值Vamin從1. 5jjlv減少到0. 45jjlv，最大檢 定分度數Namax從12000增加到40000。最大最小 之比達3倍以上。由此可見(jiàn)，顯不器Vamin、Namax的提出和應用,具有現實(shí)意義,是十分必要的。

4.2. 2顯示器的性能參數，除了會(huì )受到電子秤的檢定分度數、檢定分度值空秤下的固定載荷、稱(chēng) 量狀況等因素影響外，還與稱(chēng)重傳感器的結構原理、 供橋激勵電壓、靈敏度、有效載荷等有關(guān)。面對這 些，顯亦器Vamin、Namax有廣闊的應用天地，可以 發(fā)揮自己應有的作用。

4.2.3目前常見(jiàn)的是準確度III級顯示器，它們 主要用于檢定分度數n為3000左右的電子秤,那 么顯不器的Vamin、Namax應該多大合適呢？有人認 為Vamin不大于0. 5jiv, Namax不小于40000,有人 認為不必這樣，例如Vamin不大于3jjlv，Namax不小 于10000就行了。從上述舉例來(lái)看，前者比較穩妥， 能適應全面情況。至于后者，需要多說(shuō)幾句。首先, 當Vamin = 3pv時(shí)，則電子衡器e的對應信號為 12jiv,估算其量程輸出最大信號要達36mv(n = 3000)，從目前來(lái)看，大多數稱(chēng)重傳感器的靈敏度為 2mv/v,供橋激勵電壓為10 ~ 12V等性能指標則難 以滿(mǎn)足?？墒?/span>,采用髙阻值應變橋路，髙激勵電壓等 技術(shù)措施便可以達到，但它們尚待普及推廣。其次， 當Namax = 10000誤差都為± lVamin時(shí)，則適用量 程信號從零開(kāi)始等情況的電子秤，其n為2500左 右。第三，當Vamin從3pv減少到0. 5jtv，Namax從 10000增大到40000,則適合電子秤的情況逐漸變 好，直至全部。若在Namax內誤差均為± lVamin,則 更理想。

5.檢測舉例

5.1標準信號裝置和檢測方法的選取

當前，標準信號裝置和檢測方法主要有四種:標準電壓源法、電位差計法、標準傳感器法、標準模擬 器法。它們的具體情況見(jiàn)表2。

從表2看出，標準模擬器法優(yōu)點(diǎn)突出，應當推 廣普及。世界上不少?lài)?，如美國、德國、日本等?/span> 有應用。近年來(lái)，用標準模擬器法來(lái)檢測顯示器已 在國內展開(kāi)，并得到有關(guān)部門(mén)認可和好評。

標準模擬器（也稱(chēng)顯示器校驗器）是專(zhuān)門(mén)用來(lái) 模擬電阻應變式稱(chēng)重傳感器輸出電壓信號，直接對 顯示器進(jìn)行檢驗和校準，只要輕輕撥動(dòng)面板上有關(guān) 旋鈕，便可以完成多種性能參數檢測的需要。其檢 測方法科學(xué)合理、先進(jìn)可靠、簡(jiǎn)便易行，完全避免了 人工加卸載荷之勞苦、費時(shí)、效率低等不足。該裝置 具有精度髙、工作穩定、操作簡(jiǎn)單、體積小巧、攜帶 方便等特點(diǎn)，它既能用于實(shí)驗室檢測，又能用于稱(chēng) 重現場(chǎng)調試、維修。

5.2ICW - 3型顯示器校驗器技術(shù)性能指標典 型數據：

1.輸入電壓范圍：5~16V，最大備20V;

2.量限范圍：1 ~ 4mv/v;

3.置零范圍:0. IF ? S 或 0. 2F ? S;

4.校準范圍：>5% F ? S

5.倍數輸出：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11;

6.分度值變化：（0. l~l.l)xlO_5F.S;

7.非線(xiàn)性、重復性：矣1 xlO_5F ? S；

8.時(shí)間漂移：忘1 x 10_5F ?

9.溫度系數≤2*10-6F.S/℃(0-40℃).

5.3檢測結果數據

準確度③級顯示器數量多，最為常見(jiàn)，現在采 用CWI-3型校驗器對它們進(jìn)行檢測。下面節錄其中幾項性能結果數據，見(jiàn)表3、表4、表5、表6。 顯本器最小檢定分度值Vamin = 0. 5jjlv,最大檢定分 度數Namax = 50000,置零電壓為5mv，量程電壓范 圍為 5~30mv。

CWI - 3型校驗器除了適用于顯示器各項技術(shù) 性能檢測外,還適用于顯示器零點(diǎn)跟蹤、置零、去皮、 欠載、超載等控制功能試驗，這里不再贅述。

6.結束語(yǔ)

由上可見(jiàn),顯示器最小檢定分度值、最大檢定分 度數的提出，有利于相互交流，統一認識，確立目標 和方向；有利于產(chǎn)品生產(chǎn)制造，提髙改進(jìn)質(zhì)量；有利 于強化檢測,給出具體數據，對照比較，優(yōu)劣便知;有 利于使用選擇，依靠數據資料，做到胸中有數，心想 事成。要堅持好的，改正錯的，創(chuàng )造新的，與時(shí)俱進(jìn)， 為發(fā)展我國的顯示器和衡器事業(yè)貢獻力量。