Калибровка весового терминала

Вначале напомним, что при определённых условиях силоизмерительные преобразователи (тензодатчики) могут быть использованы для измерения веса (см. статью «Что такое тензодатчик и принцип работы»). На практике калибровка весовых терминалов в составе весоизмерительных систем осуществляется с использованием аттестируемых эталонов веса. Отметим, что это не единственный способ калибровки весовых терминалов, так как в отдельных случаях используются аттестованные имитаторы тензосигнала, нагрузочные машины, жидкостные расходомеры, а также аттестованные ленточные цепи для конвейерных весов. Весоизмерительные системы могут иметь от одного до десяти тензодатчиков, которые, в свою очередь, могут иметь либо аналоговые, либо цифровые выходные сигналы, что требует внесения в процедуру калибровки определённой последовательности действий по суммированию входных сигналов.

Основными факторами, влияющими на точность измерения, являются диапазон измерения (от нуля до наибольшего предела взвешивания (НПВ)), а также линейность характеристики весоизмерительной системы. Тензодатчики и аналого-цифровые преобразователи входящие в состав весовых терминалов обладают очень высокой линейностью во всём диапазоне преобразования, что обеспечивает возможность калибровки весовых терминалов в одной весовой точке(одним грузом в один этап). Линейность весоизмерительных систем зависит от их конструкций.

Для снижения погрешности измерения необходимо при калибровке весовых терминалов в составе весоизмерительной системы использовать эталоны веса с номинальными значениями близкими к НПВ, а при заведомо нелинейной характеристике весоизмерительной системы необходимо калибровать её по нескольким весовым точкам (от 5 до 10 и более) с использованием методов кусочно-линейной аппроксимации.

Условно весоизмерительные системы можно разделить на три группы:

1) Весоизмерительные системы статического взвешивания (платформенные, торговые, бункерные, автомобильные, железнодорожные весы и т.п.);

2) Весоизмерительные системы динамического взвешивания (автомобильные, железнодорожные весы для взвешивания в движении, лотковые расходомеры, конвейерные весы и т.п.);

3) Весовые дозаторы жидких и сыпучих материалов.

Указанные весоизмерительные системы отличаются по характеру выходных сигналов, получаемых от тензопреобразователей, а также по частоте опроса входных сигналов при их аналого-цифровом преобразовании.

Для всех групп весоизмерительных систем конечной целью калибровки весовых терминалов в составе весоизмерительных систем является расчет коэффициента преобразования между измеряемой и выходной величинами, отображаемыми в виде показаний индикатора, цифрового кода или в аналоговой форме (например, сигнала (4-20)мА).

Общим для всех трёх групп весоизмерительных систем является то, что сигналы, поступающие на вход весоизмерительной системы от тензопреобразователя, содержат как полезный сигнал, так и сигналы помех, возникающие от воздействия как внутренних, так и внешних факторов. К влияющим факторам следует отнести также электромагнитные помехи, механические вибрации, температуру, влажность и атмосферное давление воздуха окружающей среды.

При построении весоизмерительной системы большую часть влияющих на погрешность измерения факторов стараются подавить (за счёт специальных методов цифровой фильтрации, специальных алгоритмов измерения и управления исполнительными механизмами и т.д.), а по тем влияющим факторам, которые подавить невозможно, рассчитывается дополнительная погрешность от влияющих факторов (напряжение питания, температура, влажность и т.п.). Часто дополнительными погрешностями можно пренебречь из-за их малых величин.

Практика показывает, что в большинстве случаев при постановке задач автоматизации технологических процессов с использованием весоизмерительных систем, успехов в области точной калибровки весовых терсминалов в составе весоизмерительных систем можно добиться только объединением усилий конструкторов, технологов и разработчиков весовых терминалов, изменяющих параметры весоизмерительной системы и её компонентов с учётом множества влияющих факторов.

Калибровка весового терминала играет важную роль в процессе построения и наладки статической весовой системы. Например, с помощью весового терминала можно откалибровать весовую платформу на 4х -6х датчиках так, что на какую бы часть платформы не оказывалась нагрузка – на индикаторе будет отображаться один и тот же вес. Правильная настройка и калибровка весового терминала обеспечивает стабильность результатов работы весовой системы. Также важную роль в надёжной и точной работе весовых дозаторов играет программное обеспечение весовых терминалов, а также оптимальная установка параметров дозирования по заданным значениям дозы. Можно сказать, что универсальных решений для построения весовых дозаторов не существует, при этом алгоритмы дозирования продолжают усовершенствоваться.

В частности, весовые терминалы ООО «ВестерПроект» имеют до 50 и более модификаций программного обеспечения для различных условий и различных отраслей промышленности, что делает их наиболее востребованными на отечественном рынке в отличии от зарубежных образцов с жёстким программным обеспечением. Весовые терминалы ООО «ВестерПроект» имеют широкий спектр программируемых параметров, обеспечивающих в процессе калибровки и применения весовых терминалов цифровую фильтрацию тензосигналов, а также включают в себя алгоритмы адаптации весовых дозаторов к реальным условиям промышленной эксплуатации в условиях влияющих факторов, так как они разработаны в контакте со специалистами в области автоматизации технологических процессов, связанных с измерением веса. При этом пользователь имеет возможность изменения отдельных параметров весовых терминалов в процессе калибровки и эксплуатации.

Потребителям, взявшим курс на импортозамещение в духе возрождения отечественного приборостроения, следует более внимательно присмотреться к весовым терминалам ООО «ВестерПроект» (см. также статью «Расширение применения отечественных весовых терминалов (весовых индикаторов, весовых контроллеров) как фактор экономической безопасности, бесперебойности производства и национальной безопасности страны).

Пример калибровки весового терминала КВ-001

При установленном значении НПВ весоизмерительной системы, равном 50,0 кг выбираем эталонный груз с номинальным значением 50 кг (т.е. близкий к НПВ). Разгружаем весоизмерительную систему (платформу). Входим в меню «Options» - «Calibr» - «Cal» - задаѐм значение 50,0 (т.е. номинальное значение веса эталонного груза), сохраняем значение клавишей «Ввод» (контроллер показывает код АЦП), фиксируем значение кода АЦП, соответствующему нулевому весу, клавишей «Вниз». На весоизмерительную систему устанавливаем эталонный груз с номинальным значением 50 кг, фиксируем калибровочный код АЦП клавишей «Вверх», сохраняем калибровочный коэффициент клавишей «Влево», выходим из калибровки кнопкой «Ввод», далее кнопкой «Ввод» выходим в меню «Options» - выбираем пункт «Exit». Контроллер показывает текущий вес (50,0 кг), снимаем эталонный груз с весоизмерительной системы – контроллер показывает нулевой вес. – Система откалибрована.

Пример калибровки весового терминала КВ-011