稱(chēng)重傳感器的設計特征

設計衡器時(shí)對稱(chēng)重傳感器的兩個(gè)特征量Vmin和DR的認識是至關(guān)重要的。根據OIML R60國際建議，它們的定義如下：

“2.3.9 最小靜載荷輸出回程（DR）最小靜載荷F，測量其加載前和加載后傳感器輸出的差值”，“2.3.10傳感器最小檢定分度值（Vmin）在傳感器的測量范圍內可被劃分的最小檢定分度值”。這兩個(gè)特征量在衡器設計中決定了所用傳感器的最小可使用范圍，對它們物理意義的正確理解，有助于對傳感器的正確使用。Vmin和DR兩個(gè)特征量，是根據對傳感器的實(shí)際測量結果、依照規定的計算公式得到的，不隨傳感器的使用量程或范圍而改變。它們的大小確定了傳感器可使用的范圍。

例如：使用一只C3級，Emax=1t的傳感器，是否可用來(lái)制作一臺靜（死）載荷為0.5t，最大秤量Max=0.3t， h=3000分度的衡器，Vmin起著(zhù)決定性的作用。三種溫度t，該稱(chēng)重傳感器的最小載荷的輸出實(shí)測值分別為：

t=20℃0.01500mV/V

t=40℃0.01440mV/V

t=-10℃ 0.0157mV/V

可求得每改變1℃，傳感器最小載荷的最大變化為：

（0.01500-0.01440）mV/V÷20℃=0.00003mV/V/℃

對于靈敏度為2mV/V的傳感器，滿(mǎn)量程的變化為：

（0.00003÷2）×100%F·S/℃=0.0015%F·S/℃

由此，根據OIML R60（2000版）的5.5.1.3和附錄的C.2.4.4，并設分配因子PLc=0.7，可求得該傳感器的最小檢定分度值：

Vmin=（0.0015%F·S/℃×5℃）÷0.7=0.011%F·S

或Vmin（kg）=（1000kg×0.011%F·S）÷100=0.11kg。

當要求n=3000分度時(shí)，該傳感器的最小可使用范圍為：

最小使用范圍=（3000×0.11kg×100%）÷1000kg=33%

所以在扣除0.5t靜（死）載荷，用它來(lái)設計一臺Max=0.3t，n=3000分度的秤，是能滿(mǎn)足精度要求的。

最小靜載荷回程（DR）的物理意義就比較直觀(guān)。它是描述速度傳感器蠕變特性的物理量，根據OIML R60中：C.2.5最小靜載荷回程，可由以分度值V為單位的最小靜載荷誤差值CDR按下式求得 DR=（Emax×CDR）/nmax 在此DR以質(zhì)量為單位，且不得大于0.5V。

Vmin和DR這兩個(gè)參量對設計衡器和判別同級傳感器誰(shuí)優(yōu)誰(shuí)劣是非常重要的。在2000年版的OIML R60號國際建設中，給出了兩個(gè)非強制要求的附加相關(guān)量： Y=Emax/Vmin和Z=Emax/（2×DR）根據Y的數值我們很容易判斷該傳感器是否可用做多量程衡器或該傳感器不超過(guò)最大允許誤差的最小秤量范圍。一般C3級傳感器的Y值為10000左右。OIML R60（2000）附錄給出的例中Y=12000。C3級傳感器的Z值為4000左右。

DR值是用來(lái)描述多分度秤，因為此時(shí)多分度秤的最小分度值應該滿(mǎn)足下列條件：

DR≤0.5e

也即是可由Z值來(lái)確定。

由Vmin值描述的Y值，是表征不依賴(lài)于稱(chēng)重傳感器秤量的分辨力。用于多量程的設計。例如，在1992版OIML R76非自動(dòng)衡器國際建議中給出的例子：最大秤量5kg 三級秤，其局部量程為：

e1=1g 0~2kgn=2000

e2=2g 2kg~5kgn=2000

e3=10g 5k~15kg n=2000

此時(shí)Max/e1=15000，所以若選用Y=12000的C3級傳感器是不能滿(mǎn)足該設計要求的，需選擇Y≥15000的C3級傳感器，才能滿(mǎn)足要求。因為此時(shí)e1≥Vmin。另一方面設傳感器的靈敏度為2mV/V，對激勵電壓為10V的顯示儀表而言，對15000分辨力而言，一個(gè)分度相當1.33μV，若顯示儀的分辨力為0.4μV/d將基本能滿(mǎn)足要求，若顯示儀表的激勵電壓為5V，則一個(gè)分度的電壓為0.67μV。此時(shí)顯示儀表的分辨力若仍為0.4μV/d就顯得不夠了，需選用0.2μV/d以上的顯示儀表。