冶金企業產線電子秤的調試校準研究

毛 磊

（北京市順義區計量和食品藥品檢測中心，北京 101300）

冶金企業在日常生產工作過程中，對各種不同類型的產線電子秤應用程度相對較高，其中很多冶金企業為了滿足特殊計量的工作要求，對產線電子秤的工作性能提出了更高的標準。比如鋼廠內部的鋼水包含電子秤、軌道秤、V型鋼卷秤等各種不同類型的電子秤，因為電子秤的量程較大，結構構成比較復雜等方面因素的影響，存在加載砝碼困難等方面問題。因此，需要對電子秤的校準工作方法有效把控，保證產線電子秤的測量數據更加精確可靠，同時在使用過程中更加方便快捷，對推動整個冶金企業的快速向前發展打下了良好的基礎。

一、產線電子秤的系統結構構成

冶金企業產線電子秤系統硬件電路當中，主要包含單片機的最小系統電路、窗口通訊電路、數據儲存電路顯示電路以及壓力傳感器，檢測工作模塊等。

第一，單片機最小系統。電子秤單片機最小系統，使用的是微控制器設備來進行控制，在系統設計工作過程中主要是通過時鐘電路與復位電路所構成，該電路作為整個系統功能實現的核心工作單元。

第二，串口通信電路。串口通訊電路在設計工作中，使用的是MAX232使用正5V單電源進行供電，主要功能主要是用于將普通5V的TTL電平，轉化成磁浮的串口通信電平。

第三，按鍵掃描電路。鍵盤控制電路設置成4×4矩陣式鍵盤，不但方便控制同時還可以減少I/O串口的使用，可以實現單價調節的功能和效果。當有一個按鍵按下的情況下，單片機的接口檢測發生動作會輸入相應的按鍵參數，根據按鍵的不同將單片機所發送出的質量進行調節[1]。

第四，壓力傳感器檢測模塊設計。壓力傳感器檢測工作模塊，在硬件方面主要是通過壓力傳感器電路和A/D轉換器所組成，主要是基于系統數據的收集以及模數的轉化。其中數據收集部分主要是通過壓力傳感器與系統信號放大單元所組成，而模數轉化部分則是通過A/D轉換芯片和HX711來控制實際的工作參數。

二、產線電子秤的校準工作方法分析

1.砝碼校準

產線電子秤所使用的砝碼校準必須要保證可靠，在使用過程中首先需要先讓電子秤處于空載工作狀態，將儀表當中的讀數調整為0，然后逐漸增加砝碼保證滿足量程的一半，然后讀取儀表的參數然后再增加砝碼達到整個量程范圍，讀取其中的參數如果物料進出都需要進行稱量，則需要保證在滿載的工作狀態下逐次遞減砝碼，在滿量程的一半和空載工作條件下，分別讀取儀表的參數信息。

2.組合校準

對于很多大量程的電子秤而言，在校準工作過程中如果沒有滿載重量的砝碼，或者是電子秤上無法放置滿載重量的砝碼，則不能直接使用砝碼對其進行校準和處理，此時可以通過使用砝碼和替代物配合使用對其進行組合校準。在校準工作過程中需要讀取空載狀態下，產線電子秤的儀表參數信息，同時在電子秤上加上所有的砝碼，讀取電子秤的參數移去砝碼加上替代物，直到儀表顯示的參數讀數和剛加上的砝碼重量保持相同，此時替代物仍然保留在電子秤上加砝碼，讀取電子秤的重量參數如此反復重復上述的操作步驟，直到代替物的重量達到最大的稱量[2]。

3.替代物校準

當電子秤的結構特殊無法使用砝碼，對其進行校準工作過程中，可以通過使用替代物對其進行校準處理。在校準過程方面如下所示。

首先，在另一臺電子秤上稱出替代物的整體重量，然后將替代物直接施加在需要校準的電子秤當中，通過這種校準工作方式主要依賴于替代物電子秤的精度，替代物可以直接加載到電子秤當中并且取代重量損失，此時所使用的替代物需要盡可能找到一些質量更加穩定的載荷，比如鋼板或者是板坯等各種型材。

其次，由于替代物校準整體的操作流程比較安全和方便，在計量工作精度上滿足生產工作要求，通過這種校準工作方法在產線電子秤當中應用比較普遍，但是有時替代物無法獲取準確稱量質量，比如鋼廠內部的鋼水大包秤在校準工作過程中無法實現，直接將砝碼施加到稱重裝置當中。因此，需要有效借用鋼水大包和板坯對其進行校正處理，而其中鋼水大包電子秤的體積和重量相對較大，無法實現在汽車衡上稱量獲取重量的精確值，因此，整個校準工作無法順利開展，對此可以通過使用二次的校準工作方式，對這一問題進行有效控制和解決[3]。

4.二次制定校準工作方法

以某鋼廠所使用的鋼水包秤為例，該電子秤安裝在鋼水大包回轉臺的旋轉臂結構上量程相對較大，校準工作過程中無法實現將砝碼直接施加在電子秤上，需要通過使用鋼水包和板坯作為其主要的替代物來進行校準工作。該秤的主要計量性能如下，電子秤的稱量范圍在0～250t之間，在校準工作過程中需要保證電子秤處于空載狀態，將質量大約為130t的水包直，將質量大約為130t的空鋼水包直接加載到電子秤上并且進行三次測量，顯示參數值均為137.8t，將10塊板坯逐一加到鋼包上直至接近滿量程，儀表顯示值一一對應無超差。

通過將空鋼水包直接放置在大保底回轉臺旋轉閉上，然后進行電子秤的零點設置工作，將標定重量的板塊替代物直接放置在大包上，并且輸入相應的砝碼值對其進行參數校準。將全部的板坯卸下，此時空鋼水包參數歸零，將空缸水包直接進行調離然后重新進行空稱零點設置，通過將空鋼水包直接施加到電子秤上，顯示鋼水包的質量大小為133.5t，將石塊鋼板坯逐漸放到鋼包表面保證達到最大量程。此時，儀表的顯示參數值對應不存在明顯的誤差，將本批逐一進行卸載回程的數據也相互對應，不存在明顯的誤差問題，直到保證鋼包完全脫離，空秤此時顯示零點值為0，參數校準完成，重復性更好，可以通過使用替代物對其進行校準處理[4]。

5.按鍵式調試校準方法

冶金產線電子秤在調試工作過程中，該方式和方法比較簡單快捷，是一種比較常見的校準工作方法之一，產線電子秤在冶金行業當中的應用效果非常明顯。在針對電子秤進行一些特殊的校準工作過程中，需要通過專業的生產廠家以及專業的維護和校準工人員來進行操作，其中存在一些校準工作方法專業程度相對較高，同時，電子秤的鍵盤不會設置有專用的校準件和電子天平設備有著一定的差異性。

通常情況下，在開機工作之后通過長按一個鍵位或者是使用兩個鍵位的組合方法，可以保證電子秤進入到調試校準功的狀態，通過加載標準的砝碼輸入相應的砝碼參數數值，即可接收到相應的參數信息。通常情況下，廠家會將這些電子秤的一個或者兩個普通的按鍵直接設置成具有校準的功能，方便技術人員在電子秤校準過程中，以最簡單快捷的方式來進行外部校正，這種電子秤的校準工作方法相對比較簡單，在電子秤的正常工作狀態下即可進行操作，校準工作所花費的時間更短，同時，對于企業單位的正常生產工作所產生的影響較低[5]。

6.調節電位器法

調節電位器法在早期的數字電子秤當中應用比較普遍，比較典型的屬于上海和衡器有限公司所生產的ACE系列電子秤。在檢測這種類型的電子情況中經常會遇到顯示參數值超差問題，針對這一問題的處理過程中，首先需要拿掉秤蓋打開秤臺上部的一個小蓋，此時，會看到兩排調試的波頭，通過對波頭的重新排列和組合，有效改變輸出的電子信號，以此可以達到電子秤的調試工作效果和目標。臺灣金鉆公司生產的電子秤在電子秤的儀表側后方，通常會設置有專用的調試孔，有零點和量程兩個電位器所構成，加載標準砝碼之后直接使用小螺絲刀調節電力器即可完成校準工作，但是其中需要充分注意每次量程調整完成之后，必須要拿下砝碼，并且重新調節零點電力器到歸零。當遇到一個電位器的情況下，如果反復調整沒有達到預期的效果，此時，需要在加載調節工作當中，根據調節工作比例以反向調節的方式可以達到調試的工作目標。除此之外，金屬冶煉行業早期安裝的配料稱電位器調試工作方法也比較常見，和普通的電子秤區別在于需要先計算好儀表的預期調整參數，同時再通過調節電力螺絲的方法實現對電子秤的校準。除此之外，當前常見的電子秤當中會安裝模擬式傳感器，在接線盒調整視角產生誤差的情況下，也可以通過該方法來進行校準。

三、結語

通過替代物校準在冶金企業產線電子秤的校準工作當中應用比較普遍，在實際操作過程中通常情況下可以滿足測量不確定度，不超過被校準衡器最大允許誤差值30%作為校準工作原則和工作要求，二次冶煉的校準工作的方法主要是使用替代砝碼和承重載自身在校準工作當中實現二次制定完成。通過這一方式要求電子秤自身的誤差量更小，尤其是線性條件方面需要符合使用工作要求，二次至零校準工作方式可以有效解決大噸位標準砝碼無法直接放置在稱重臺上進行使用的問題，在整個使用工作方式上更加安全方便，同時，精確度更高，因此，受到冶金企業單位的廣泛關注和重視。