传感器比较式电子计价秤校准装置的研制

摘要

电子计价秤是世界上大部分国家法制管理的工作计量器具。针对检定项目多、检定效率低且周期长等问题,本文提出采用一种高精度称重传感器替代标准砝码作为校准标准器进行快速校准的方法,并研制了一套传感器比较式电子计价秤校准装置。本文主要研究工作如下:
　　(1)提出设计指标,分析量值溯源方式、误差分配方法。确定装置工作原理及总体方案,对主要结构设计和元器件选型进行分析。
　　(2)进行装置机械结构设计,包括重力发生装置、Z轴高度调整装置和铝合金机架三部分,加工完成后装配调试。对机械结构进行调平,对关键零件的形位误差进行测量。
　　(3)以单片机 ATmega8为微处理器,完成信号与模数转换模块、微处理器模块、液晶显示模块、串口通讯模块与控制模块等硬件电路设计。以LabVIEW为软件开发平台,设计PD控制算法,进行人机操作界面的软件设计。
　　(4)对装置进行标定/校准,得到传感器线性度为±0.023％,分辨力为1g。对典型校准点进行不确定度评定,确定装置在2.000kg校准点的不确定度为1.5g,20.000kg校准点处的不确定度为3.2g,30.000kg校准点处的不确定度为4.7g,满足了设计指标。并通过比对/验证实验进一步验证。
　　传感器比较式电子计价秤校准装置的研制对小量程衡器校准采用砝码替代法做出了有益的探索。

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图和附表清单

1 绪 论

1.1 课题研究背景、目的及意义

1.2 国内外研究现状分析

1.3 本文主要研究内容

2 研究方案分析

2.1 设计指标分析

2.2 量值溯源及误差分析

2.3 装置总体方案分析

2.4 实验内容设计

3 传感器比较式电子计价秤校准装置机械结构设计

3.1 机械结构工作原理

3.2 主要结构及零部件的设计与分析

3.3 装置的装配与调试

3.4 本章小节

4 传感器比较式电子计价秤校准装置硬件及软件设计

4.1 电路硬件设计

4.2 软件设计

4.3 本章小节

5 实验与不确定度分析

5.1 装置的标定/校准实验

5.2 不确定度评定

5.3 比对/验证实验设计

5.4 本章小节

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 本论文创新点

6.3 展望

参考文献

附录A HBM-SP4MC6MR称重传感器技术参数

附录B HBM-SP4MC6MR称重传感器合格证

附录C 传感器比较式电子计价秤校准装置实验数据

作者简介