本文的主要内容是关于影响电子皮带秤精度多个因素和减少称重误差方法。

电子皮带秤是皮带输送机输送固体散状物料过程中对物料进行连续自动称重的一种计量设备，近年来发展很快，已成为固体物料连续自动称重主流计量系统，本文就减少电子皮带秤误差问题进行探讨。

电子皮带秤实施对散装物料自动的连续式累计称量，通过皮带输送的物料，其累计重量：

其中： Q（t）——物料累计重量
f（t）——称重传感器测量的皮带单位长度的荷载
v（t）——皮带速度
k ——与皮带倾角等有关的常娄
由于在实际工作中，皮带上的物料是不均匀的，皮带机的带速也是被动的，所以在理论上讲f（t）与v（t）都是取瞬时值，而t时间内的输送量则用积分值表示。f（t）通过称重传感器测量，v（t）采用测速传感器测重，测速传感器如采用非接触式测量装置则可以得到较高的皮带秤精度。
作为重量的测量常常会受到多种影响因素的干扰，它包括动态和静态的影响。
作为静态的影响，根据[文献1]，称重传感器上的受力与皮带称量段平均荷载q（t）、作用在计量杠杆上的托辊数n、称量段长度L、皮带机的倾角θ、皮带张力T、皮带槽架的弹性模型E、皮带槽截面惯性矩I及称重托辊与邻近托辊之间的直线度相关，通常有
称量误差δ 正比于 T、E、I、D/L；
反比于 n、q、L、cosθ。
作为动态影响，由于物料的冲击，秤架的刚性，秤架支点的摩擦、皮带的晃动，它们会给计量杠杆的重点、力点带来冲击力矩，对传感器输出带来频率响应，称重误差杠杆的振动和传感器与振动姿态密切相关的模态有关，如何消除杠杆的振动以及如何消除传感器模态的影响在[文献2]中作了详细的阐述，这里不作深入讨论了。动态的影响主要涉及皮带秤的设计，作为皮带秤的校准。
电子皮带秤精度的影响因素：误差由以下四项组成-
（1）称重误差；
（2）皮带跑偏；
（3）校准误差；
（4）环境影响误差。
电子皮带秤误差来源，可用意味着源树详尽表现出来：

下面是几个经常接触到的，可尽量避免的误差因素：

1、皮带秤的称重误差与皮带斜坡角度的余弦函数值成反比，斜坡角度越大，余弦函数值越小，则误差值越大。皮带秤称重框架应尽量安装在斜坡角度较小的皮带机上，以减少测量误差，提高称重精度。
2、皮带的跑偏对皮带秤精度影响也很大。如下图：
设α＝30°、F左-F右＝20%F、摩擦系数μ＝0.15

当然，皮带不一定都在跑偏状况下运行，因而，皮带横移引起的称重误差，还取决于横移发生的时间与整个物料输送的时间比。
如果皮带跑偏在检定规程要求之内，可忽略皮带横移的影响。

3、校准误差：
（1）校准方法引起的误差。
（2）校准对皮带秤和皮带输送系统的工作状况与日常计量时的状况之间，存在着如皮带张力，皮带转圈等方面的差异。
因挂砝码校准只能用于检查皮带秤线性的好坏，带来的称重误差一般在4%～5%左右，而实物校准的校准误差则不大于1‰。

3、安装误差
安装过程中的调整最重要的是准直性校准和托辊间距校准，准直性校准要求是：秤架上的称重托辊与其相邻的托辊相比不存在高差，并要求与其相邻的2组～3组托辊等高；要求称量影响区域托辊的高度高于称量影响区域之外的托辊，这个高度可以选为3～5mm；准直性校准允许误差对高精度皮带秤来说，可要求 0.5mm，通常可要求1mm；在调整过程中，应使称重托辊处的误差值稍偏正，即比相邻托辊稍高一点（如0.5mm）。托辊间距校准的要求是：秤架上的称量托辊及与之相邻的前后各2～3组托辊间距相等。
越来越多的制造商重视高精度电子皮带秤的安装工作，用户也更多的了解电子皮带秤安装的技术要求，减少由于安装问题产生的误差。
在日常工作中，可经常检测零点示值的变化，使皮带自重的不均匀性、空载皮带的张力变化及托辊初始直线度等误差源造成的影响，限制在检定误差限的1/5以内。检测零值的稳定性则可进一步把上述误差源的影响缩小一倍多。

4、环境误差：
环境影响因素主要有温度、湿度、风、振动和电磁干扰。温度影响一般较小，可不予考虑。
湿度影响可在皮带输送机启动时，通过调整皮带秤零点来消除。环境误差一般不大于0.2%。

本文介绍了现有几种关于电子皮带秤检定和运行检验方法，随后提出了对运行检验装置性能进行评价的理论分析法，并运用这一方法评价了现有几种运行检验方法以及新型物料砝码叠加运行检验装置。

1 概述
电子皮带秤在使用过程中需要定期进行检定和校验，才能确保其称重精确度。

皮带秤检定是为查明和确认皮带秤是否符合法定要求的程序，它包括检查、加标记和（或）出具检定证书，是由得到授权或认可的机构和人员依法从事的测试活动。校验则是在皮带秤使用现场或定型的试验场所对完整的皮带秤进行的性能试验。检定分首次检定、后续检定和使用中检验。首次检定是对未曾检定过的皮带秤所进行的一种检定；后续检定是皮带秤首次检定后的任何一种检定方法，后续检定包括：强制性周期检定，修理后检定，周期检定有效期内的检定；使用中检验是为检查皮带秤的检定标记或检定证书是否有效、保护标记是否损坏、检定后皮带秤是否遭到明显改动，以及其示值误差是否超过使用中最大允许误差所进行的一种检查。校验分物料试验、模拟校验和模拟载荷试验。物料试验是采用皮带秤预期称量的物料，在皮带秤使用现场或典型的校验场所对完整的皮带秤进行的一种试验；模拟校验是在无皮带输送机的情况下，采用标准砝码对完整的皮带秤组成的校验装置进行的一种校验；模拟载荷试验是在皮带秤使用现场，采用模拟载荷装置模拟物料通过皮带秤（具有皮带输送机）的一种试验。模拟试验和模拟载荷试验通常不能直接确定皮带秤的精确度，但是它对确定皮带秤的重复性和稳定性很有帮助。像模拟校验和模拟载荷试验这样的能检验皮带秤某些性能的装置被称为运行检验装置。

采用现有的运行检验装置进行的校验有：电信号校验、挂码校验、小车码试验、链码试验、循环链码试验等。

2电信号校验
电信号试验就是由累计器内部产生一个模拟称重传感器输出的mV信号以进行电子皮带秤模拟校验的一种方法，具体做法可在称重传感器电桥的一条臂上并接一个精密的线绕电阻1（见图1），并用状态选择开关2进行切换。皮带秤在“运行”状态时，开关断开线绕电阻1与电桥的一个接线点，称重传感器在物料重量的作用下产生变形，桥臂各个电阻的阻值发生变化，桥路不平衡，输出一个mV信号到累计器；皮带秤在“试验”状态时，虽然皮带秤上并无荷重，但是开关把线绕电阻1接入桥路，使得桥路不平衡，也输出一个mV信号到累计器。如果在物料重量P作用下称重传感器的输出信号等于空载而线绕电阻1电阻值R接入桥路时称重传感器的输出信号，那么P就是线绕电阻1电阻值R的等值荷重。一般情况下，根据额定负荷来选取线绕电阻1的电阻值R。

图1 电信号校验
1— 精密线绕电阻；2——状态选择开关

3 挂码校验
挂码校验是将一定重量的砝码挂在秤架上的某个部位进行试验的方法，这些部位可以是：试验架、试验吊杆、试验棒安装孔等等。有些棒状砝码是安放在专用的试验架或放入安装孔进行挂码校验，图2所示是将校验砝码3通过吊钩2挂在砝码吊杆1上进行挂码试验的示意图。

图2 挂码校验
1-砝码吊杆；2-吊钩；3-砝码

当皮带输送机处于静止状态进行的挂码试验称为静态挂码，在启动皮带输送机情况下进行的挂码校验称为动态挂码。静态挂码用于不带位移传感器的皮带秤或累计器有模拟位移传感器输出功能的皮带秤，动态挂码适合于各种皮带秤。动态挂码的优点是试验结果反映了皮带输送机运行状态下的部分干扰，如皮带重量变化、皮带张力变化的干扰，因而比静态挂码更接近实际物料输送状态。

4 小车码校验

小车码的结构形式像一个4轮小车，每2个滚轮由轴连接成前轮或后轮，前后轮则由伸缩连杆联成一个整体。前后轮的中心有一个砝码架，可加挂标准砝码，以改变小车码的总重量，前后轮上还有拉线杆可拉绳索以固定小车码。前后轮的结构完全相同，重量相等且通常为kg的整数倍。由此可知，小车码主要用于单托辊秤的试验，将小车码的前后轮安放在单托辊秤称重托辊的上方，左右各一个，通过伸缩连杆长度的调整，使小车码前后轮的中心距等于单托辊秤的称量段。由受力分析可知，只要小车码前后轮的中心距与单托辊秤的称量段相等，前轮与后轮相对于称重托辊位置的变化不影响校验精确度。

5 滚链校验
滚链的结构见图3，它是由许多质量相等的滚轮3通过间距很近的链板5连接成的一整条链子。试验时，把滚链安放在皮带4的上方，两端通过固定绳2固定在立柱1上，当皮带输送机启动后，滚轮3即在皮带4上原地转动，以模拟物料随皮带的运动。滚轮3内装有轴承，使之转动灵活，滚轮两侧有端盖，以便密封。

图3 滚链结构
1-立柱；2-固定绳；3-滚轮；4-皮带；
5-链板；6-固定环

6 循环链码校验
10.7.1 循环链码的工作原理
循环链码是一种新型模拟载荷试验装置。它主要由标准质量循环码块组成的码块链条、皮带秤链码托辊及支架、主辅升降系统、称重传感器、位移传感器、校验累计器及控制系统组成，如图4所示。

图4 循环链码结构示意图
1-支架；2-码块链条；3-皮带秤的秤架；4-称重传感器；5-升降系统；6-皮带；
7-地面；8-检验累计器；9-位移传感器；10-电控箱

校验时，启动皮带机，操作升降系统5工作使码块链条2在下降状态，部分码块自动降落在秤架3附近的皮带上，码块链条2随着皮带的移动循环通过称量段，码块的重量作用在称量段上，皮带秤累计器得到循环链码通过秤架的累计重量。与此同时，检验累计器8也累计循环链码作用在称量段的重量，将检验累计器的累计值与皮带秤累计器累计值进行比较，就可以确定皮带秤累计器累计值误差，从而完成校验工作。当升降系统5工作在提升状态时，循环链码自动提升离开皮带，整个试验工作结束。循环链码是由数百个标准质量码块连接成的闭合链条（见图5），标准质量码块为精密铸钢件，用数控机床加工。

图5 在皮带上方的两条标准质量循环码块

方原柏
(昆明有色冶金设计研究院，650051）