本文在提出電子秤稱重顯示器的最小檢定分度值、最大檢定分度數的基礎上， 進而分析討論了它們的作用意義、典型應用、實際檢測等問題。

1.概述

電子秤稱重顯示器（以下簡稱顯示器）猶如電子秤的頭腦，經過對稱重傳感器輸出信號進行分析、判 斷、處理，不僅能把被稱物的重量值以數字形式準 確地顯示出來，而且能完成置零、零點跟蹤、自檢、 校準等控制功能。隨著單片微機、電子技術的推廣 應用，顯示器獲得飛速發(fā)展，充滿活力，為電地磅 提高質量性能、稱量自動化、智能化作出了卓越貢 獻。

時下顯示器主要以量大面廣的電阻應變式傳 感器為服務對象，它們占據了市場主流，不斷推陳 出新。它們的共同特點是:提供橋路激勵電源;采用 電壓比例測量；輸出電壓信號小，包括固定和可變 兩部分，范圍從幾毫伏到幾十毫伏；內分辨力遠遠 髙于外顯分度值，最低不小于4倍；以kg、t等質量 單位來標度；分度值按1. 2. 5形式來顯示；4個準確 度等級與非自動衡器的相對應；誤差不大于相應衡 器的二分之一允差等。這些特點已逐漸為人們所認 識、熟悉，它們在有關的檢定規(guī)程、標準等技術文件 中也有闡述。

2.兩個重要性能參數

1.最小檢定分度值(有時稱最高輸入靈敏度）

它是指顯示器對最小輸入電壓信號進行如實的 顯示或反映能力，低于這個值，顯示將出現不穩(wěn)定或 產生過大誤差，超出規(guī)定要求。它代表顯示器的絕 對準確度，可用符號Vamin表不，例如Vamin為 0. 3uV、luV、3uV等。很顯然，這個值越小，越有利于 提高與之相連衡器的鑒別力，保證精度。

2.最大檢定分度數

它是指顯示器在不變量程情況下，所允許的最大輸人電壓信號與最小檢定分度值Vamin之商。它 可用符號Namax表示，代表了顯示器的相對準確 度，例如 Naman 為 10000、20000、40000 等，很顯然， 這個值越大，越有利于增大與之相連衡器的檢定分 度數，減小誤差。

顯示器不論是在生產制造過程中，還是在檢測 和使用中，它的這兩個重要性能參數時有被人忘記 或忽略的現象，例如出廠說明沒有具體指標，檢測 報告不給明確數據，導致使用選擇無參照或取舍依 據，這種現象應該加以糾正和改變。

3.Vamin 和 Namax 的作用與意義

3.1顯示器質量保證的關鍵核心性能參數

顯示器的內在質量通常由其計量要求與技術 要求兩個方面來概述。這集中體現在各自性能參數 和控制功能上。顯示器的性能參數上下有幾十項， 例如準確度等級及允差、內部分辨率、外顯分度數、 人端噪聲、輸人靈敏度、空秤和量程輸入電壓范圍、 非線性、重復性、時間漂移、工作溫度范圍、零點和 量程溫度系數、工作安全性（包括絕緣電阻、漏電 流、耐高壓）、抑制供電源變化能力（包括電壓瞬時 中斷或跌落、頻率波動、竄人脈沖串）：以及抵抗高 頻場強、電荷放電、沖擊振動等干擾影響；顯示器的 控制功能也有十幾項，例如置零、過零指示、零點跟 蹤、去皮、欠載或超載報瞥、參數設定、校準修正、斷 電保護、程序自檢、錯誤診斷、記憶存貯、輸出打印 等。在這些項目中，Vamin和Namax既作用顯著，至 關重要，又息息相通，關系密切。

首先，顯不器的Vamin越小，Namax越大，其準 確度越高，誤差越小，輸人電壓范圍變寬，重復性變 好，非線性和人端噪聲變小等；同時為實現各項控 制功能進行穩(wěn)定，可靠地工作，也提出了進一步的 要求。

其次，Vamin、Namax的數值大小將關系到適用 衡器的范圍、場合、狀況，例如都是準確度3級顯示 器，有的 Vamino 為 0. 3|xv, Namax 為 50000,有的為 3(XV. 10000,結果兩者在實際運用中迥然不同，前者 除了能適用III級衡器全部情況，還能適用n級衡器 部分情況;后者僅能適用III級衡器部分情況。有時， 對于檢定分度數n = 3000都難以滿足。詳見下面舉 例。

第三，顯不器Vamin、Namax的任何追趕或突 破，絕非輕而易舉，必須付出艱辛努力，思想要銳意進取，百折不燒；技術要精益求精，獨辟溪徑；方法 要針對要害，一絲不茍；舉措要因事制宜，講求實 效，如此等等’堅持不懈，最終會有結果，做出成績， 爭創(chuàng)先進水平。

3.2Vamin、Namax與e、n之間的關系

如上所述，Vamin Namau分別顯不器的檢定分 度值，最大檢定分度數，用來表明電子秤的準確程度， 而e、n分別最小的檢定分度值,檢定分度數，用來表 明電子秤的準確程度，那么，它們之間有何聯系呢？

眾所周知，非自動衡器根據e、n劃分了四個準確 度等級,又在每個準確度等級中分成低、中、高三個稱 量段，各稱量段首次或周期檢定所對應的允差為±5e、± le、± 1. 5e;作為與之配套的顯不器，也對應 分為四個準確度等級，它們各自的允差為衡器二分之 —允差，分別是±0. 25e、±0. 5e、±0. 75e0這里有兩 個關系值得特別注意:一是電子秤在中稱量段的允差與 其檢定分度值之間1:1關系;二是顯示器在低稱量段 的允差為電子秤檢定分度值之間為1:4關系。借鑒、參 照這兩個關系，不禁想到，將顯示器最小檢定分度值 確定為與其低稱量段的允差相同，理由闡述如下：

首先，由于顯示器的最小檢定分度值與低稱量 段的允差一樣，而中稱量段充差為這段允差的2倍 ，髙稱量段允差為這段允差的3倍。如果低稱量段較 小允差獲得滿足，那么整個稱量范圍就會沒有問 題。

其次，顯示器在低稱量段范圍，包括固定和可 變兩部分測試信號，其固定部分是秤臺自重等信 號，可變部分是低稱量段的量程信號。固定部分信 號幾乎在所有地磅中存在，盡管它們大小不 一，但大多超過可變部分信號,有的能達到幾十倍。 在顯示器中，雖然固定部分信號不用顯示出來，可 是它的誤差要達到量程部分信號規(guī)定允差。因此， 顯示器的相對誤差，隨著固定部分信號幅值加大而 變小，要求越加嚴格、精確。例如m級秤的顯示器， 其低稱量段范圍的量程部分信號為0~500e,若固定部分信號分別為0、1500e. 4500e、9500e時，則它 們所對應的相對誤差為5 x 10M. 25 x 10 4、0. 5 x 10-4、0. 25 x 10-4o這相對誤差0. 25 x 10-4的顯示 器，它被用于自重、皮重等為9500e、量程僅為ID級 電子衡器0~500e。

第三，當知道顯不器的Vamin和Namax后，可 以通過簡單計算，獲取地磅檢定分度值e的最 小電壓信號值，檢定分度數n的適應范圍；同時能 對配套稱重傳感的性能參數如它的種類形式、靈敏 度、供橋電壓、使用載荷等提出參考意見。或者反過 來，知道地磅n、e的電壓信號值以及稱重傳感 器有關性能參數后，確定選擇顯示器的Vamin、Na- max。例如有兩臺顯不器，Vamin分別為0. 3pv、 1.5(XV, Namax分別為50000、10000。則前者適于地磅nh 10000. e的電壓信號值后者適 于“2500、e的電壓信號值否則8會超差 或難以穩(wěn)定工作。

第四，顯示器各準確度等級的最大檢定分度數 Namax為各相應等級的地磅最大檢定分度數 Namax的4倍,相當將其拉長變大,這樣有利于精雕 細刻，提髙產品質量；顯示器各準確度等級的允差， 在低、中、髙各稱量段分別為lVamin、2Vamin? 3Vamin,它們無小數或分數，容易記憶，計算方便， 運用快捷。常用準確度③級、④級。

第五，顯不器Vamin. Namax的明確提出，有益 于產品對照比較，有益于統(tǒng)一目標，認請努力方向， 將為顯示器的制造、檢測、使用、發(fā)揮積極作用，產 生良好影響。

4.應用舉例與分析討論 當今，III級地磅量大面廣，幾乎無處不 在。它們的檢定分度數n在3000左右。最大稱量值 較小的電子秤，例如計價秤、平臺秤等，一般采用 單個稱重傳感器制成；最大稱量值較大的電子秤，例如汽車衡、軌道衡等，通常采用多個稱重傳感 器制成。稱重傳感器大多是電阻應變式結構原理， 供橋激勵源電壓為10~ 12V，靈敏度為2mv/v左 右，它們在額定載荷下最大輸出電壓信號約達20 ~ 24mv.上面所說的就是顯示器面對的基本情況，下 面以此為典型,進行舉例,分析討論：

4. 1應用舉例

4. 1. 1情況1

該情況是在電子秤空秤時，輸出電壓信號為零或接近零，在最大稱量值時為18mv。因為考慮偏載、超 載、沖擊載荷等,故稱重傳感器總不能達到額定載荷 工作狀態(tài)，要留有一定余量,予以保護。設電子秤檢定分度數n = 3000,則檢定分度值e的相應電壓 信號為6^.為了保證電子秤不超出允差，顯示 器至少應符合以下規(guī)定要求：在0~500e低稱量段，允差511.5一1;在> 500e~2000e 中稱量段，允差：≤I1.5uvI在>500e- 2000e稱量段,允差<14. 5^vl0這里要強調的是,顯 不器最小檢定分度值Vamin為1. 5|xv,其它大于這個 值的，一般無法保證低稱量段的允差。顯示器最大檢 定分度數 Namax 為 12000,在 0 ~ 2000Vamin(0 ~ 3mv) 允差為 土 1 Vamin;在（> 2000 ~ 8000) Vamin(> 3mv ~ 12mv)允差為 ±2Vamin;在(> 8000 ~ 12000)Vamin(> 12mv~ 18mv)允差為 ±3Vaniin。

4. 1.2情況2

該情況是在電子秤空秤時，輸出電壓信號為 6mv,它主要由秤臺自重造成，可視為固定部分信號。 在最大稱量值時，總輸出電壓信號為18mv,其中量程 部分信號為12mv，仍然設電子秤檢定分度數n = 3000,則檢定分度值e的相應電壓信號為4uv,那么顯 示器至少應滿足以下規(guī)定要求:

在0~500e低稱量段允差Sll|xvl;在> 500e~ 2000e 中稱量段允差1I;在> 2000e ~ 3000e 高 稱量段允差SI3jjlVI。這里要強調的是:顯示器最小檢 定分度值Vamin為l^v，最大檢定分度數Ndmax為 18000,各稱量段允差：（0 ~ 8000) Vamin(0 ~ 8mv)為 ±

1 Vamin; (> 8000 ~ 14000) Vamin(> 8~14mv)為土 2Vamin; (> 14000 ~ 18000) Vamin(> 14~18mv)*± 3Vamin0

4.1.3情況3

該情況是在電子秤空秤時，輸出電壓信號為 9mv,它主要由秤臺自重、被稱物皮重產生，可視為固 定部分信號；在最大稱量值時，總輸出電壓信號為 18mv,其中量程部分信號為9mV。仍然設電子衡器檢 定分度數n = 3000,則檢定分度值e的相應電壓信號 為顯示器至少應達到以下規(guī)定要求：

在0~500e低稱量段允差備10. 75jjlvI ;在> 500e -2000e 中稱量段允差?ll.5jtvl；在〉2000e - 3000e髙稱量段允差12. 25m-v I。這里要強調的是:顯 示器最小檢定分度值Vamin為0. 75jjlv,最大檢定分度 數Namax為24000,各稱量段允差：（0~ 14000)Vamin(0 ~ 10. 5mv) 為 ±lVamin，> 14000 ~

2000Vamin(> 10. 5mv ~ 15mv)為 2Vamin，> 20000 ~ 24000Vamin(> 15 ~ 18mv)為 3Vamin。

4.1.4情況4

該情況是電子秤在空秤時，輸出電壓信號為6mv，它主要由秤臺自重、被稱物皮重等引起，可視 為固定部分信號；在最大稱量值時，總輸出電壓信號 為18mv，其中量程部分信號為5.4mv。仍然設電子衡 器檢定分度數n = 3000,則檢定分度值e的相應電壓 信號為1. 8mv，那么顯示器至少應滿足以下規(guī)定要求:

在0~500e低稱量段允差專10.45#丨，在乏 500e-2000e中稱量段充差在10.9#1，在> 2000e~ 3000e髙稱量段允差在11. 35p?vl。這里要強調的是:顯 不器最小檢定分度值Vamin為0. 45mv,最大檢定分 度數為40000，各稱量段允差：(0 ~ 30000) Vamin(0 -5mv)為 ± lVamin, (> 30000 ~ 36000) Vamin(> 13. 5 ~ 16. 2mv)為 ±2Vamin， (> 36000 - 40000) Vamin(> 16. 2 ~ 18mv)為 ± 3Vamin。

4.2分析討論

4.2. 1平時一講起顯示器，不少同志就會習慣 地用電子秤的檢定分度數n、檢定分度值e來論其長 短。殊不知，這樣不夠理想，不盡完全。顯示器究竟 不同于電子秤，它作為組成部件，應該具備自己的 特性。在上述舉例中，電子秤幾種情況n = 3000 相同，e也相同，只是因為空秤下的初始固定載荷有 差異，結果導致顯示器的性能參數較大變化。最小 檢定分度值Vamin從1. 5jjlv減少到0. 45jjlv，最大檢 定分度數Namax從12000增加到40000。最大最小 之比達3倍以上。由此可見，顯不器Vamin、Namax的提出和應用,具有現實意義,是十分必要的。

4.2. 2顯示器的性能參數，除了會受到電子秤的檢定分度數、檢定分度值空秤下的固定載荷、稱 量狀況等因素影響外，還與稱重傳感器的結構原理、 供橋激勵電壓、靈敏度、有效載荷等有關。面對這 些，顯亦器Vamin、Namax有廣闊的應用天地，可以 發(fā)揮自己應有的作用。

4.2.3目前常見的是準確度III級顯示器，它們 主要用于檢定分度數n為3000左右的電子秤,那 么顯不器的Vamin、Namax應該多大合適呢？有人認 為Vamin不大于0. 5jiv, Namax不小于40000,有人 認為不必這樣，例如Vamin不大于3jjlv，Namax不小 于10000就行了。從上述舉例來看，前者比較穩(wěn)妥， 能適應全面情況。至于后者，需要多說幾句。首先, 當Vamin = 3pv時，則電子衡器e的對應信號為 12jiv,估算其量程輸出最大信號要達36mv(n = 3000)，從目前來看，大多數稱重傳感器的靈敏度為 2mv/v,供橋激勵電壓為10 ~ 12V等性能指標則難 以滿足。可是,采用髙阻值應變橋路，髙激勵電壓等 技術措施便可以達到，但它們尚待普及推廣。其次， 當Namax = 10000誤差都為± lVamin時，則適用量 程信號從零開始等情況的電子秤，其n為2500左 右。第三，當Vamin從3pv減少到0. 5jtv，Namax從 10000增大到40000,則適合電子秤的情況逐漸變 好，直至全部。若在Namax內誤差均為± lVamin,則 更理想。

5.檢測舉例

5.1標準信號裝置和檢測方法的選取

當前，標準信號裝置和檢測方法主要有四種:標準電壓源法、電位差計法、標準傳感器法、標準模擬 器法。它們的具體情況見表2。

從表2看出，標準模擬器法優(yōu)點突出，應當推 廣普及。世界上不少國家，如美國、德國、日本等早 有應用。近年來，用標準模擬器法來檢測顯示器已 在國內展開，并得到有關部門認可和好評。

標準模擬器（也稱顯示器校驗器）是專門用來 模擬電阻應變式稱重傳感器輸出電壓信號，直接對 顯示器進行檢驗和校準，只要輕輕撥動面板上有關 旋鈕，便可以完成多種性能參數檢測的需要。其檢 測方法科學合理、先進可靠、簡便易行，完全避免了 人工加卸載荷之勞苦、費時、效率低等不足。該裝置 具有精度髙、工作穩(wěn)定、操作簡單、體積小巧、攜帶 方便等特點，它既能用于實驗室檢測，又能用于稱 重現場調試、維修。

5.2ICW - 3型顯示器校驗器技術性能指標典 型數據：

1.輸入電壓范圍：5~16V，最大備20V;

2.量限范圍：1 ~ 4mv/v;

3.置零范圍:0. IF ? S 或 0. 2F ? S;

4.校準范圍：>5% F ? S

5.倍數輸出：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11;

6.分度值變化：（0. l~l.l)xlO_5F.S;

7.非線性、重復性：矣1 xlO_5F ? S；

8.時間漂移：忘1 x 10_5F ?

9.溫度系數≤2*10-6F.S/℃(0-40℃).

5.3檢測結果數據

準確度③級顯示器數量多，最為常見，現在采 用CWI-3型校驗器對它們進行檢測。下面節(jié)錄其中幾項性能結果數據，見表3、表4、表5、表6。 顯本器最小檢定分度值Vamin = 0. 5jjlv,最大檢定分 度數Namax = 50000,置零電壓為5mv，量程電壓范 圍為 5~30mv。

CWI - 3型校驗器除了適用于顯示器各項技術 性能檢測外,還適用于顯示器零點跟蹤、置零、去皮、 欠載、超載等控制功能試驗，這里不再贅述。

6.結束語

由上可見,顯示器最小檢定分度值、最大檢定分 度數的提出，有利于相互交流，統(tǒng)一認識，確立目標 和方向；有利于產品生產制造，提髙改進質量；有利 于強化檢測,給出具體數據，對照比較，優(yōu)劣便知;有 利于使用選擇，依靠數據資料，做到胸中有數，心想 事成。要堅持好的，改正錯的，創(chuàng)造新的，與時俱進， 為發(fā)展我國的顯示器和衡器事業(yè)貢獻力量。