冶金企业产线电子秤的调试校准研究

毛 磊

（北京市顺义区计量和食品药品检测中心，北京 101300）

冶金企业在日常生产工作过程中，对各种不同类型的产线电子秤应用程度相对较高，其中很多冶金企业为了满足特殊计量的工作要求，对产线电子秤的工作性能提出了更高的标准。比如钢厂内部的钢水包含电子秤、轨道秤、V型钢卷秤等各种不同类型的电子秤，因为电子秤的量程较大，结构构成比较复杂等方面因素的影响，存在加载砝码困难等方面问题。因此，需要对电子秤的校准工作方法有效把控，保证产线电子秤的测量数据更加精确可靠，同时在使用过程中更加方便快捷，对推动整个冶金企业的快速向前发展打下了良好的基础。

一、产线电子秤的系统结构构成

冶金企业产线电子秤系统硬件电路当中，主要包含单片机的最小系统电路、窗口通讯电路、数据储存电路显示电路以及压力传感器，检测工作模块等。

第一，单片机最小系统。电子秤单片机最小系统，使用的是微控制器设备来进行控制，在系统设计工作过程中主要是通过时钟电路与复位电路所构成，该电路作为整个系统功能实现的核心工作单元。

第二，串口通信电路。串口通讯电路在设计工作中，使用的是MAX232使用正5V单电源进行供电，主要功能主要是用于将普通5V的TTL电平，转化成磁浮的串口通信电平。

第三，按键扫描电路。键盘控制电路设置成4×4矩阵式键盘，不但方便控制同时还可以减少I/O串口的使用，可以实现单价调节的功能和效果。当有一个按键按下的情况下，单片机的接口检测发生动作会输入相应的按键参数，根据按键的不同将单片机所发送出的质量进行调节[1]。

第四，压力传感器检测模块设计。压力传感器检测工作模块，在硬件方面主要是通过压力传感器电路和A/D转换器所组成，主要是基于系统数据的收集以及模数的转化。其中数据收集部分主要是通过压力传感器与系统信号放大单元所组成，而模数转化部分则是通过A/D转换芯片和HX711来控制实际的工作参数。

二、产线电子秤的校准工作方法分析

1.砝码校准

产线电子秤所使用的砝码校准必须要保证可靠，在使用过程中首先需要先让电子秤处于空载工作状态，将仪表当中的读数调整为0，然后逐渐增加砝码保证满足量程的一半，然后读取仪表的参数然后再增加砝码达到整个量程范围，读取其中的参数如果物料进出都需要进行称量，则需要保证在满载的工作状态下逐次递减砝码，在满量程的一半和空载工作条件下，分别读取仪表的参数信息。

2.组合校准

对于很多大量程的电子秤而言，在校准工作过程中如果没有满载重量的砝码，或者是电子秤上无法放置满载重量的砝码，则不能直接使用砝码对其进行校准和处理，此时可以通过使用砝码和替代物配合使用对其进行组合校准。在校准工作过程中需要读取空载状态下，产线电子秤的仪表参数信息，同时在电子秤上加上所有的砝码，读取电子秤的参数移去砝码加上替代物，直到仪表显示的参数读数和刚加上的砝码重量保持相同，此时替代物仍然保留在电子秤上加砝码，读取电子秤的重量参数如此反复重复上述的操作步骤，直到代替物的重量达到最大的称量[2]。

3.替代物校准

当电子秤的结构特殊无法使用砝码，对其进行校准工作过程中，可以通过使用替代物对其进行校准处理。在校准过程方面如下所示。

首先，在另一台电子秤上称出替代物的整体重量，然后将替代物直接施加在需要校准的电子秤当中，通过这种校准工作方式主要依赖于替代物电子秤的精度，替代物可以直接加载到电子秤当中并且取代重量损失，此时所使用的替代物需要尽可能找到一些质量更加稳定的载荷，比如钢板或者是板坯等各种型材。

其次，由于替代物校准整体的操作流程比较安全和方便，在计量工作精度上满足生产工作要求，通过这种校准工作方法在产线电子秤当中应用比较普遍，但是有时替代物无法获取准确称量质量，比如钢厂内部的钢水大包秤在校准工作过程中无法实现，直接将砝码施加到称重装置当中。因此，需要有效借用钢水大包和板坯对其进行校正处理，而其中钢水大包电子秤的体积和重量相对较大，无法实现在汽车衡上称量获取重量的精确值，因此，整个校准工作无法顺利开展，对此可以通过使用二次的校准工作方式，对这一问题进行有效控制和解决[3]。

4.二次制定校准工作方法

以某钢厂所使用的钢水包秤为例，该电子秤安装在钢水大包回转台的旋转臂结构上量程相对较大，校准工作过程中无法实现将砝码直接施加在电子秤上，需要通过使用钢水包和板坯作为其主要的替代物来进行校准工作。该秤的主要计量性能如下，电子秤的称量范围在0～250t之间，在校准工作过程中需要保证电子秤处于空载状态，将质量大约为130t的水包直，将质量大约为130t的空钢水包直接加载到电子秤上并且进行三次测量，显示参数值均为137.8t，将10块板坯逐一加到钢包上直至接近满量程，仪表显示值一一对应无超差。

通过将空钢水包直接放置在大保底回转台旋转闭上，然后进行电子秤的零点设置工作，将标定重量的板块替代物直接放置在大包上，并且输入相应的砝码值对其进行参数校准。将全部的板坯卸下，此时空钢水包参数归零，将空缸水包直接进行调离然后重新进行空称零点设置，通过将空钢水包直接施加到电子秤上，显示钢水包的质量大小为133.5t，将石块钢板坯逐渐放到钢包表面保证达到最大量程。此时，仪表的显示参数值对应不存在明显的误差，将本批逐一进行卸载回程的数据也相互对应，不存在明显的误差问题，直到保证钢包完全脱离，空秤此时显示零点值为0，参数校准完成，重复性更好，可以通过使用替代物对其进行校准处理[4]。

5.按键式调试校准方法

冶金产线电子秤在调试工作过程中，该方式和方法比较简单快捷，是一种比较常见的校准工作方法之一，产线电子秤在冶金行业当中的应用效果非常明显。在针对电子秤进行一些特殊的校准工作过程中，需要通过专业的生产厂家以及专业的维护和校准工人员来进行操作，其中存在一些校准工作方法专业程度相对较高，同时，电子秤的键盘不会设置有专用的校准件和电子天平设备有着一定的差异性。

通常情况下，在开机工作之后通过长按一个键位或者是使用两个键位的组合方法，可以保证电子秤进入到调试校准功的状态，通过加载标准的砝码输入相应的砝码参数数值，即可接收到相应的参数信息。通常情况下，厂家会将这些电子秤的一个或者两个普通的按键直接设置成具有校准的功能，方便技术人员在电子秤校准过程中，以最简单快捷的方式来进行外部校正，这种电子秤的校准工作方法相对比较简单，在电子秤的正常工作状态下即可进行操作，校准工作所花费的时间更短，同时，对于企业单位的正常生产工作所产生的影响较低[5]。

6.调节电位器法

调节电位器法在早期的数字电子秤当中应用比较普遍，比较典型的属于上海和衡器有限公司所生产的ACE系列电子秤。在检测这种类型的电子情况中经常会遇到显示参数值超差问题，针对这一问题的处理过程中，首先需要拿掉秤盖打开秤台上部的一个小盖，此时，会看到两排调试的波头，通过对波头的重新排列和组合，有效改变输出的电子信号，以此可以达到电子秤的调试工作效果和目标。台湾金钻公司生产的电子秤在电子秤的仪表侧后方，通常会设置有专用的调试孔，有零点和量程两个电位器所构成，加载标准砝码之后直接使用小螺丝刀调节电力器即可完成校准工作，但是其中需要充分注意每次量程调整完成之后，必须要拿下砝码，并且重新调节零点电力器到归零。当遇到一个电位器的情况下，如果反复调整没有达到预期的效果，此时，需要在加载调节工作当中，根据调节工作比例以反向调节的方式可以达到调试的工作目标。除此之外，金属冶炼行业早期安装的配料称电位器调试工作方法也比较常见，和普通的电子秤区别在于需要先计算好仪表的预期调整参数，同时再通过调节电力螺丝的方法实现对电子秤的校准。除此之外，当前常见的电子秤当中会安装模拟式传感器，在接线盒调整视角产生误差的情况下，也可以通过该方法来进行校准。

三、结语

通过替代物校准在冶金企业产线电子秤的校准工作当中应用比较普遍，在实际操作过程中通常情况下可以满足测量不确定度，不超过被校准衡器最大允许误差值30%作为校准工作原则和工作要求，二次冶炼的校准工作的方法主要是使用替代砝码和承重载自身在校准工作当中实现二次制定完成。通过这一方式要求电子秤自身的误差量更小，尤其是线性条件方面需要符合使用工作要求，二次至零校准工作方式可以有效解决大吨位标准砝码无法直接放置在称重台上进行使用的问题，在整个使用工作方式上更加安全方便，同时，精确度更高，因此，受到冶金企业单位的广泛关注和重视。