電子秤傾斜帶來(lái)的示值誤差是電子秤檢定和使用中不可忽視的問(wèn)題，它直接 影響檢定結(jié)論和稱量結(jié)果的準(zhǔn)確。引起電子秤傾斜的原因有多種，本文結(jié)合一些電子秤生產(chǎn)狀 況進(jìn)行探討。

1.引言

電子秤通過(guò)傾斜試驗(yàn)確定其處于標(biāo)準(zhǔn)位置 不傾斜的示值與處于傾斜位置的示值之差的絕 對(duì)值是否超過(guò)最大允許誤差。GBA 23111-2008 《非自動(dòng)衡器》（以下簡(jiǎn)稱“國(guó)標(biāo)23111”第 3.9.1.1規(guī)定，“衡器處于標(biāo)準(zhǔn)位置不傾斜的 示值與傾斜位置的示值任何方向傾斜到極限值 之差的絕對(duì)值不應(yīng)超過(guò)：

—除II級(jí)衡器外，在無(wú)載荷時(shí)為2個(gè)檢定 分度值衡器在標(biāo)準(zhǔn)位置無(wú)載荷時(shí)首先已調(diào)到零 點(diǎn)；在自行指示秤量和最大秤量時(shí)，為最大

允許誤差（在無(wú)載荷時(shí)，衡器在標(biāo)準(zhǔn)位置和傾斜 位置均已調(diào)到零點(diǎn)I。”

所謂傾斜極限，是指電子秤水準(zhǔn)泡上的標(biāo)記 如一個(gè)圓圈所對(duì)應(yīng)的值，通常為2mm。當(dāng)水準(zhǔn) 泡中的水泡顯示偏離中心位置且邊緣觸及至該標(biāo) 記時(shí)，表示已達(dá)到最大允許傾斜，即傾斜極限值。

2.傾斜試驗(yàn)誤差測(cè)試

將電子秤縱向向前、后兩頭傾斜；橫向向左、 右兩側(cè)傾斜，每個(gè)方向的前、后兩頭傾斜之間或 左、右兩側(cè)傾斜之間，秤均不得置零。每個(gè)傾斜 位置的測(cè)試誤差都應(yīng)與該傾斜位置的零點(diǎn)域零 點(diǎn)附近值，如10e)偏差進(jìn)行修正。

2.1空載時(shí)傾斜誤差測(cè)試 在標(biāo)準(zhǔn)位置將電子秤置零，然后縱向傾斜至 水準(zhǔn)泡極限值。記下零點(diǎn)域零點(diǎn)附近的值，如 10e)示值，橫向重復(fù)這一測(cè)試。

2.2承載時(shí)的傾斜試驗(yàn)誤差測(cè)試 在標(biāo)準(zhǔn)位置將電子秤置零，在接近500e和最 大秤量進(jìn)行兩次稱量。卸載，縱向傾斜至水準(zhǔn)泡 極限值進(jìn)行稱量測(cè)試。然后橫向傾斜重復(fù)這一測(cè) 試程序。

測(cè)試后電子秤的傾斜誤差應(yīng)符合：

空載荷時(shí)，I E10-Ev0 Imax^Ze。

承載時(shí)，I Ec1-Ecv Lax^ IMPE |

Ev=/F+0.5e- Mv-L (F=1,2,3,4,5),/f =示值,/iv=

附加載荷；

Ecv=Ev-Ev0i其中Ev0=零點(diǎn)或零點(diǎn)附近值的誤

差；

以一臺(tái)最大秤量15kg,檢定分度值5g的電 子秤為例，傾斜誤差測(cè)試記錄如表1所示。

三、傾斜試驗(yàn)誤差與傾斜角

將一載荷m放置于處于水平狀態(tài)的電子秤的 承載器上，載荷m受地球引力的作用產(chǎn)生重力P P=mg，g為重力加速度，力的方向垂直于電子秤 稱重傳感器和水平基準(zhǔn)臺(tái)面如圖1所示。當(dāng)電 子秤傾斜時(shí)，電子秤與水平基準(zhǔn)臺(tái)面形成一傾斜角a，作用在稱重傳感器上的重力P被分解為平 行方向的分力P1和垂直方向的分力P2如圖2所 示,P2=P X cosa,此時(shí)電子秤傾斜產(chǎn)生了示值誤 差。由于P2?P,因而傾斜產(chǎn)生的示值誤差傾斜 試驗(yàn)誤差理論上應(yīng)為負(fù)誤差。

以中準(zhǔn)確度級(jí)的電子秤為例，其檢定分度值 為e,檢定分度數(shù)為n,且n=3000,其稱盤和上托 架的總質(zhì)量為565g相當(dāng)于113〗，依據(jù)“國(guó)標(biāo) 23111”規(guī)定，其傾斜試驗(yàn)誤差的測(cè)試載荷和最大 允許誤差如表2所示。

由于承載時(shí)的傾斜試驗(yàn)誤差應(yīng)與該傾斜位置 的零點(diǎn)域零點(diǎn)附近的值，如10〗偏差進(jìn)行修正，傾斜試驗(yàn)誤差測(cè)試時(shí)電子秤在表2所示測(cè)試點(diǎn)的示值變化達(dá)到最大允許誤差絕對(duì)值時(shí)，稱重 傳感器所受的力P2分別為（123-2.0) e、613-2.5)e 和(3113-3.5)e,若相應(yīng)的傾斜角分別為a 1、a 2、a 3, 則：

Cosa1=(l23-2)e/123e=0.9837 a1=10°21/ ；

Cosa2= (613-2.5) e/613e=0.9959 a2=5°11,； Cosa3= (3113-3.5) e/3113e=0.9989 a3=2°4V ；

電子秤傾斜試驗(yàn)最大允許誤差對(duì)傾斜角大小 的要求與電子秤的檢定分度數(shù)有關(guān)，檢定分度數(shù) 越大，電子秤在使用或檢定時(shí)對(duì)其傾斜角要求就 越小，分度數(shù)為3000的電子秤在最大秤量時(shí)傾斜 角應(yīng)不大于2°41',而檢定分度數(shù)為6000的電子 秤則要求不大于1°59'。

四、傾斜角的產(chǎn)生

為了解決傾斜帶來(lái)的示值誤差問(wèn)題，電子秤 安裝了水平指示器通常為圓型水準(zhǔn)泡和水平 調(diào)整腳，便于檢定或使用時(shí)水平調(diào)整。但常有經(jīng) 調(diào)整后被認(rèn)為處于“水平”狀態(tài)的電子秤，仍然 存在傾斜誤差，其誤差值甚至超過(guò)“國(guó)標(biāo)23111” 規(guī)定的最大允許誤差；電子秤傾斜時(shí)作用于稱重 傳感器上的重力被分解為垂直方向的力和水平方 向的力之后，理論上示值應(yīng)減小，示值誤差值應(yīng) 為負(fù)值，代表作用力在減少。而表1所示的傾斜 誤差測(cè)試結(jié)果，向后方向傾斜誤差是正值，這又 是為什么？原因是多方面的。

㈠水準(zhǔn)泡的選擇

電子秤通常用圓形水準(zhǔn)泡作為水平指示器。 在上述舉例中，分度數(shù)n=3000的中準(zhǔn)確度等級(jí)電 子秤，要符合“國(guó)標(biāo)23111”所規(guī)定的傾斜誤差要 求，其傾斜角應(yīng)不大于2°41'即為傾斜極限值，達(dá) 到這角度值時(shí)，水準(zhǔn)泡的水泡應(yīng)偏離中心位置 2mm且邊緣觸及分劃圈。

GB 1146-2009《水準(zhǔn)泡》（以下簡(jiǎn)稱“國(guó)標(biāo) 1146” 3.2對(duì)圓形水準(zhǔn)泡的角值定義為：“指汽泡 由分劃圈中心沿任意徑向移動(dòng)2mm時(shí)水準(zhǔn)泡的傾 斜角”。因此，電子秤的傾斜極限值就等于圓形水 準(zhǔn)泡的角值。如圖3所示，水準(zhǔn)泡汽泡直徑為D1, 分劃圈直徑為D2, D2-D1=2mm。在不考慮稱重傳 感器和水平指示器安裝不水平等因素，檢定分度 數(shù)為3000的電子秤，其傾斜試驗(yàn)誤差若要符合 “國(guó)標(biāo)23111”要求，水準(zhǔn)泡的角值應(yīng)不大于2° 41'

目前市場(chǎng)供應(yīng)的圓形水準(zhǔn)泡多有DrD1值小于2mm的現(xiàn)象,較好為的1.8mm,差一點(diǎn)的為1.0mm, 其角值和分劃線的標(biāo)注也不符合“國(guó)標(biāo)1146”要 求。以某廠生產(chǎn)的圓形水準(zhǔn)泡為例，標(biāo)注角值為 43', D2-D1=1.3mm,換算為“國(guó)標(biāo)1146”所規(guī)定的 水準(zhǔn)泡，其角值應(yīng)為43'x2.0mm/1.3mm=1°6'。因此, 實(shí)際選擇水準(zhǔn)泡時(shí)，應(yīng)注意非標(biāo)水準(zhǔn)泡角值的折算, 應(yīng)考慮稱重傳感器和水平指示器安裝不水平等因素, 留有㈠定的余量。

（二）水準(zhǔn)泡的安裝

電子秤水準(zhǔn)泡安裝的位置通常在底座或外殼 上蓋。水準(zhǔn)泡的安裝應(yīng)以稱重傳感器的受力面為 基準(zhǔn)，將標(biāo)準(zhǔn)水平儀放置其上橫向、縱向調(diào)整水 平后，安裝水準(zhǔn)泡，并定位。確保檢定或使用電 子秤時(shí)只需調(diào)好水準(zhǔn)泡，稱重傳感器就處于水平 狀態(tài)下，被稱物體的重力作用力垂直作用在稱重 傳感器上。

有的企業(yè)水準(zhǔn)泡安裝的基準(zhǔn)面選擇在稱重傳 感器上托架或秤盤上。安裝水準(zhǔn)泡時(shí)，將標(biāo)準(zhǔn)水 平儀縱橫放置于托架或秤盤上，通過(guò)電子秤的水 平調(diào)整腳調(diào)整水平，再將水準(zhǔn)泡裝入槽中調(diào)水平、 緊固。電子秤承載結(jié)構(gòu)中，秤盤放置在托架上， 托架通過(guò)墊片與稱重傳感器連接在㈠塊。秤盤有 高低，墊片兩端厚薄有別，安裝傳感器的上托架工作面與傳感器載荷承受面不平行，都是影響水 準(zhǔn)泡準(zhǔn)確安裝的因素。我們?cè)鴮?duì)不同廠商生產(chǎn)的 電子秤進(jìn)行測(cè)試，將標(biāo)準(zhǔn)水平儀分別放置在電子 秤托架上和秤盤上，調(diào)好水平。然后取托架和秤 盤將標(biāo)準(zhǔn)水平儀放置在稱重傳感器上進(jìn)行比較， 所測(cè)水平度均不同。不同水平度小則相差37大 則相差2。以上。因而，正確選擇水平基準(zhǔn)面安裝 水準(zhǔn)泡能有效減少電子秤的傾斜試驗(yàn)誤差。

安裝在電子秤外殼上蓋的水準(zhǔn)泡，無(wú)法以稱 重傳感器的受力面作為水準(zhǔn)泡水平基準(zhǔn)面，只能 以工作臺(tái)面作為水準(zhǔn)泡安裝的水平基準(zhǔn)面。如此 安裝水準(zhǔn)泡的電子秤，傾斜試驗(yàn)誤差離散性大， 難以控制，除與上述因素有關(guān)外，還與外殼上蓋 加工精度、鋼性、安裝時(shí)與秤底座結(jié)合效果等因 素有關(guān)，建議電子秤水準(zhǔn)泡不能設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)外殼 上蓋上。

（三）安裝水準(zhǔn)泡的工作臺(tái)面

當(dāng)水準(zhǔn)泡的安裝無(wú)法用標(biāo)準(zhǔn)水平儀比較確定 時(shí)，安裝水準(zhǔn)泡的工作臺(tái)面的水平度就很關(guān)鍵。 在個(gè)別企業(yè)發(fā)現(xiàn)，安裝臺(tái)的水平度用土工用的水 平儀簡(jiǎn)單地檢測(cè)。更有甚者，隨便找個(gè)工作臺(tái)作 為水準(zhǔn)泡安裝臺(tái)，不經(jīng)過(guò)水平度測(cè)量，或直接在 地上安裝。安裝時(shí)只將電子秤四個(gè)水平調(diào)整腳旋 到底，放在安裝臺(tái)上，將水準(zhǔn)泡調(diào)水平、固定。 且不論電子秤調(diào)整腳等部件的尺寸誤差，僅安裝 臺(tái)的不水平度就可能給電子秤帶來(lái)很大的傾斜試 驗(yàn)誤差，甚至超過(guò)“國(guó)標(biāo)23111”的規(guī)定。

五、結(jié)束語(yǔ)

電子秤水準(zhǔn)泡的安裝應(yīng)在水平臺(tái)面上進(jìn)行， 安裝時(shí)應(yīng)找好水平基準(zhǔn)面，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)水平儀比對(duì)， 減少水準(zhǔn)泡安裝的不水平帶給電子秤的傾斜試驗(yàn) 誤差。