Электронные весы

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

КЕМЕРОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ  ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Представительство Кем ТИПП, г. Северск 
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ 

ЭЛЕКТРОННЫЕ ВЕСЫ 
 
 
 
 
 

Выполнил  студент гр.:  

Проверил  преподаватель:  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2010

 

       

       Введение 

       Весы — устройство или прибор для определения массы тел по действующему на них весу, приближёно считая его равным силе тяжести [1]. Вес тела может быть определён как через сравнение с весом эталонной массы (как в рычажных весах), так и через измерение этой силы через другие физические величины. 
 

1. История

       Первые  найденные археологами образцы  весов относятся к V тысячелетию  до н. э., применялись они в Месопотамии.

       Весы  хорошо видны на папирусе ХIX династии (около 1250 года до н. э.). Согласно древнеегипетской «Книге мертвых», Анубис, на входе в подземное царство взвешивает сердце всякого умершего на особых весах, где в качестве гири выступает богиня правосудия Маат.

       Каменная  стела I тысячелетия до н. э. (Турция) изображает хетта, использующего вместо поперечной планки балансовых весов собственный палец.[3]

       Историки  приписывают римлянам изобретение  принципиально новой системе  измерения веса - при которой передвигается  гиря, а точка опоры и положение  привеса остаются неизменными.[3] В Помпеях найден один из самых ранних безменов .[2][3] У римского приспособления, в отличие от современного, было две шкалы и две ручки в виде крюков.

       В Древней Руси товары взвешивали на равноплечих весах - скалвах. С XIV века на Руси появляется слово «безмен» (от тюрк. batman — мера веса около 10 кг)[4]. 
 

2. Классификация весов

        

       Электронные весы для взвешивания мешков риса

       Набор гирь для чашечных весов — разновес

       Современные весы для взвешивания предметов  малой массы

       Согласно  ГОСТ 29329-92[5] весы можно подразделить на следующие группы:

     По  области применения (эксплуатационному  назначению):

вагонные;

вагонеточные;

автомобильные;

монорельсовые;

крановые;

товарные;

для взвешивания  скота;

элеваторные;

для взвешивания  молока;

багажные;

торговые;

медицинские;

почтовые.

       По  точности взвешивания:

среднего  класса точности;

обычного  класса точности.

       По  способу установки на месте эксплуатации:

встроенные;

врезные;

напольные;

настольные;

передвижные;

подвесные;

стационарные.

       По  виду уравновешивающего устройства:

электромеханические (электронные);

механические.

       По  виду грузоприемного устройства:

бункерные;

монорельсовые;

ковшовые;

конвейерные;

крюковые;

платформенные.

       По  способу достижения положения равновесия:

с автоматическим уравновешиванием;

с полуавтоматическим уравновешиванием;

с неавтоматическим уравновешиванием.

       В зависимости от вида отсчетного устройства:

с аналоговым отсчетным устройством;

с дискретным отсчетным устройством. 

       ГОСТ 24104-01, который описывает общие  технические требования, предъявляемые  к лабораторным весам, классифицирует их следующим образом:

       По  классу точности

специальный;

высокий;

средний. 
 

3. Основные  параметры весов

 

       Наибольший  предел взвешивания (НПВ) — верхняя  граница предела взвешивания, определяющая наибольшую массу, измеряемую при одноразовом взвешивании.

       Наименьший  предел взвешивания (НмПВ) — нижняя граница предела взвешивания, определяется минимальным грузом, при одноразовом  взвешивании которого относительная  погрешность взвешивания не должна превышать допустимого значения.

       Цена  деления d — разность значений массы, соответствующих двум соседним отметкам шкалы весов с аналоговым отсчетным устройством, или значение массы, соответствующее дискретности отсчета цифровых весов.

       Цена  поверочного деления e — условная величина, выраженная в единицах массы, используемая при классификации весов и нормировании требований к ним.

       Число поверочных делений n — значение НПВ/e.

       Предельно допустимая погрешность измерений  определяется ценой поверочного  деления e. Обычно производитель весов  гарантирует следующее соотношение: d = e. Чем ниже погрешность, тем выше точность измерений.

       Погрешность весов в диапазоне измерений  по абсолютному значению не должна превышать пределов допускаемой  погрешности, по ГОСТ 24104-2001:Интервалы взвешивания для весов класса точности Пределы допускаемой погрешности

       Пылевлагозащита IP (International Protect) — характеристика, определяющая степень пылевлагозащиты весов (и  любого другого оборудования). Обозначается двухзначным числом, где первая цифра  обозначает степень защиты от пыли (от 0 до 6), а вторая цифра — степень защиты от воды (от 0 до 8). Максимальная степень пылевлагозащиты — IP 68 (условно полностью герметичное оборудование).

       Взрывозащита  весов Ex. Для использования весов  в среде огне- и взрывоопасных  смесей, на предприятиях нефтеперерабатывающей, химической, горнодобывающей, пищевой промышленностей весовое оборудование выполняется во взрывозащищенном исполнении. Наличие маркировки Ex с последующими цифровыми обозначениями подразумевает, что в весах или другом оборудовании, которое находится во взрывоопасной среде, не может образоваться искра, способная вызвать взрыв или возгорание этой смеси.

       Устройство  выборки массы тары — устройство, позволяющее привести показания  весов к нулю, когда тара помещается на грузоприемное устройство, с уменьшением НПВ на массу тары.

     Устройство  компенсации массы тары — устройство, позволяющее привести показания  весов к нулю, когда тара помещается на грузоприемное устройство, без  уменьшения НПВ. 

4. Измерение веса

 

     Наиболее  раcпространенным видом измерений во всем мире является измерение массы. В связи с этим, за последнее время появилось большое разнообразие весовой техики, позволяющей удовлетворить любые требования потребителя.

     Принципы  построения весов сводятся к измерению  силы, возникающей при нагружении весов массой M. Приложенная сила воздействует на первичный преобразователь (датчик), состоящий из упругого элемента и преобразователя деформации, механически связанного с упругим элементом и преобразующим эту деформацию в электрический сигнал.

     В настоящее время в весовой  технике нашли применение следующие  типы преобразователей:

     Виброчастотный (струнный). Он основан на изменении  частоты натянутой металлической  струны, установленной на упругом  элементе, в зависимости от величины силы, приложенной к нему. Влияние внешних факторов, таких как влажность, температура, атмосферное давление, внешние вибрации, а также сложность изготовления привели к тому, что данный тип датчиков не нашел широкого применения.

     Пьезокварцевый. Он основан на изменении частоты кварцевого кристалла, механически связанного с упругим элементом, при воздействии приложенной к нему силы. Изменение параметров кристалла при воздействии на него внешней среды также привели к тому, что эти датчики не нашли широкого применения в весовой технике.

     Тензометрический. Он основан на изменении сопротивления  тензорезисторов, наклееных непосредственно  на упругий элемент в поле деформаций и соединенных по мостовой схеме. Измеряемое усилие с помощью упругого элемента преобразуется в деформацию, которая воспринимается тензорезисторами, меняющими свое сопротивление. Это изменение в измерительной цепи преобразуется в изменение напряжения, пропорциональное приложенной силе.

     Тензорезисторный  тип датчика нашел наиболее широкое  применение в весовой технике по следующим причинам:

     Высокое качество тензорезисторов, обусловленное  современными технологиями при их изготовлении;

     Простота  изготовления датчиков, не требующая  сложного технологического оборудования при массовом производстве;

     Низкая  стоимость в сочетании с высокими техническими характеристиками;

     Возможность простыми техническими средствами компенсировать влияние внешних факторов;

     Стабильность  характеристик в течение всего  срока службы.

     Анализ  мирового рынка весов показывает, что основные фирмы-производители весового оборудования выпускают весы, построенные на тензометрических датчиках. 
 

5. Возможные источники погрешности  электронных весов

 

     При использовании высокоточных весов, таких, как весы аналитические или  лабораторные, существует вероятность погрешности измерений. Источником таких погрешностей могут стать следующие факторы:

     Статическая плавучесть;

     Использование дефектного контрольного веса (используется для мошенничества при взвешивании);

     Потоки  воздуха, даже самые слабые, могут  повлиять на результаты взвешивания;

     Трение  между движущимися частями весов;

     Осевшая пыль на поддоне;

     Весы  могут быть не откалиброваны калибровочными гирями;

     Механическая  деформация деталей из-за перепадов  температуры;

     Гравитационное  поле Земли может влиять на металлические детали в конструкции весов;

     Магнитные поля от устройств, расположенных в  непосредственной близости от весов, могут  влиять на металлические компоненты весов;

     Магнитные нарушения сенсоров;

     Электростатическое  поле;

     Химическая  реакция между взвешиваемым веществом и воздухом (или, в случае коррозии, весами);