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“ zui小靜載荷輸出回程(DR)
zui小靜載荷F,測(cè)量其加載前和加載后傳感器輸出的差值”,“2.3.10傳感器zui小檢定分度值(Vmin)在傳感器的測(cè)量范圍內(nèi)可被劃分的zui小檢定分度值(以質(zhì)量為單位)”。
這兩個(gè)特征量在衡器設(shè)計(jì)中決定了所用傳感器的zui小可使用范圍,對(duì)它們物理意義的正確理解,有助于對(duì)傳感器的正確使用。
Vmin和DR兩個(gè)特征量,是根據(jù)對(duì)傳感器的實(shí)際測(cè)量結(jié)果、依照規(guī)定的計(jì)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(jí),Emax=1t的傳感器,是否可用來(lái)制作一臺(tái)靜(死)載荷為0.5t,zui大秤量Max=0.3t, h="3000分度的衡器",Vmin起著決定性的作用。三種溫度t,該傳感器的zui小載荷的輸出實(shí)測(cè)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zui小
(0.01500-0.01440)mV/V÷20℃=0.00003mV/V/℃
對(duì)于靈敏度為2mV/V的傳感器,滿量程的變化為:
(0.00003÷2)×F·S/℃=0.0015%F·S/℃
由此,根據(jù)OIML R60(2000版)的5.5.1.3和附錄的C.2.4.4,并設(shè)分配因子PLc=0.7,可求得該傳感器的zui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(dāng)要求n=3000分度時(shí),該傳感器的zui小可使用范圍為:
zui小使用范圍=(3000×0.11kg×)÷1000kg=33%
所以在扣除0.5t靜(死)載荷,用它來(lái)設(shè)計(jì)一臺(tái)Max=0.3t,n=3000分度的秤,是能滿足精度要求的。
zui小靜載荷回程(DR)的物理意義就比較直觀。它是描述傳感器蠕變特性的物理量,根據(jù)OIML R60中:C.2.5zui小靜載荷回程,可由以分度值V為單位的zui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(duì)設(shè)計(jì)衡器和判別同級(jí)傳感器誰(shuí)優(yōu)誰(shuí)劣是非常重要的。在2000年版的OIML R60號(hào)建設(shè)中,給出了兩個(gè)非強(qiáng)制要求的附加相關(guān)量(relative):
Y=Emax/Vmin和
Z=Emax/(2×DR).
根據(jù)Y的數(shù)值我們很容易判斷該傳感器是否可用做多量程衡器(multiple range instrument)或該傳感器不超過(guò)zui大允許誤差(mpe)的zui小秤量范圍。一般C3級(jí)傳感器的Y值為10000左右。OIML R60(2000)附錄給出的例中Y=12000。C3級(jí)傳感器的Z值為4000左右。
DR值是用來(lái)描述多分度秤(multi-interalinstrument),因?yàn)榇藭r(shí)多分度秤的zui小分度值應(yīng)該滿足下列條件:
DR≤0.5e
也即是可由Z值來(lái)確定。
由Vmin值描述的Y值,是表征不依賴于傳感器秤量的分辨力。用于多量程的設(shè)計(jì)。例如,在1992版OIML R76非自動(dòng)衡器建議中給出的例子:zui大秤量Max=15kg 三級(jí)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(jí)傳感器是不能滿足該設(shè)計(jì)要求的,需選擇Y≥15000的C3級(jí)傳感器,才能滿足要求。因?yàn)榇藭r(shí)e1≥Vmin。另一方面設(shè)傳感器的靈敏度為2mV/V,對(duì)激勵(lì)電壓為10V的顯示儀表而言,對(duì)15000分辨力而言,一個(gè)分度相當(dāng)1.33μV,若顯示儀的分辨力為0.4μV/d將基本能滿足要求,若顯示儀表的激勵(lì)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。
所以,同樣是C3級(jí)的傳感器,若不知道Vmin和DR值,或Y和Z值,是不能辨別其優(yōu)劣,也無(wú)法用來(lái)設(shè)計(jì)衡器的.