一种数字式称重显示器的检测方法与流程

本发明涉及衡器计量称重检测相关，特别涉及一种数字式称重显示器的检测方法。

背景技术：

1、称重显示器是衡器产品中的关键部件，对于衡器产品质量有重要的作用。要想完成衡器称量，必须有两大部分：称重传感器+称重显示器。数字称重显示器(称重指示器)，是衡器中对称重传感器的输出信号进行模-数转换(可选)和进一步数据处理，并显示称重结果的电子装置。习惯上分为数字式和模拟式两类；其中，接收数字信号的显示器为数字式称重显示器，接收模拟信号的显示器为模拟式称重显示器。无论是数字式称重显示器或者模拟式称重显示器均为数字指示形式。对于数字式称重显示器，其误差分配系数pi为0。

2、称重显示器的检测方法早期主要有电压源法、电位差计法、传感器法，前两种方法的最大问题是将显示器整机“电压比”技术抛弃一边，人为硬性分项检测，然后再作综合，此方法陈旧落后。传感器法存在准确度低，配套力源不便携带等不足。鉴于电压源法、电位差计法和传感器法的上述不足，产生了高精密校验器法(以下简称“检验器法”或者“称重传感器模拟器法”)。国际有关计量组织对此方法给予了充分肯定和推荐，美国、日本、欧盟等先后实施，获得了很好的效果。我国也是如此，依据称重传感器模拟器法开展称重显示器的检测工作。称重传感器模拟器，可模拟称重传感器标准输出信号的一种装置，用于检测模拟式称重显示器和数字式称重显示器(需要配置a/d模数转换器)。应变式称重传感器模拟器可以分为两类：无数显式和数显式。

3、由于称重显示器属于非自动衡器中独立的主要模块之一，oiml r76-2006(e)《非自动衡器》,国家型式评价大纲jjf 1624-2017《数字称重显示器(称重指示器)型式评价大纲》，国家检定规程jjg 649-2016《数字称重显示器(称重指示器)》,国家标准gb/t 7724-2008《电子称重仪表》均明确其误差限与相同准确度级别的拟配衡器的最大允许误差保持线性比例关系(乘以称重显示器的误差分配系数pi)。模拟式称重显示器pi一般为0.5而数字式称重显示器pi＝0。

4、当称重显示器具有分度值小于或者等于0.2eind扩展显示装置时，其载荷点下的示值误差公式为e＝i-l，这里e为示值误差；l为标称载荷；i为该载荷l下的示值；eind为称重显示器的检定分度值。当称重显示器不具有分度值小于或者等于0.2eind显示装置时，其检测方法依据闪变点法确定载荷点的示值误差(该方法计算公式e＝i+0.5eind-δl-l),这里e为化整前的示值误差；l为标称载荷；i为该载荷l下的示值；δl为附加载荷。δl是通过逐一施加相当于0.1dind(dind为称重显示器的实际分度值)的载荷，直至示值明显增加一个分度值(i+eind)获得的累加载荷。对于称重显示器，其闪变点法基本公式中载荷质量可以以等效化的称重显示器的检定分度数n来表示，不失一般性，实际分度值dind和检定分度值eind可以设为无量纲的1，载荷质量l可以等效为相应的检定分度数n＝l/eind或者以相应的检定分度数n＝l/eind来表示。附加载荷δl则是0.1(eind)的整数倍，一般在1～10之间。从e＝i+0.5eind-δl-l可知，当i＝l时，只有0.5eind–δl＝0成立时e才会为0，此时施加载荷0.1(eind)的次数只能是5次。0.1(eind)与试验时称重显示器的一个重要参数δuind有关，δuind是每个检定分度值eind对应的最小输入信号电压，即0.1(eind)附加载荷值与相应的输入信号电压值0.1δuind等效。

5、数字式称重显示器检测，当利用上述常规的检测方法并进行线性校准，很难保证校准后可以达到100％线性度，也就是难以保证通过数字称重传感器(或者称重传感器模拟器+a/d模数转换器)施加每个载荷点l(以检定分度数n表示)，该载荷点的示值误差e均为0。其二，当进行某载荷点试验采用闪变点法时，由于最大允差要求均为0，因此实际检测时如果要满足此要求，那么就要满足每次以0.1(eind)小载荷(或者等效的附加输出信号)加载5次时恰好满足条件：称重显示器示值增加1个dind。显然这种测试方法很难百分百保证每个载荷点均满足该条件，也就是闪变点法对于数字式称重显示器的检测并不十分适用。这种不适用情形与非自动衡器和称重显示器典型的载荷点示值误差均可原则上采用闪变点方法是相悖的，因此，有必要通过另一途径实现数字式称重显示器的闪变点法检测。

技术实现思路

1、为了克服现有的技术缺陷，解决数字式称重显示器检测时其最大允许误差均为0以及难以利用闪变点方法进行测试的难题，本发明的目的在于提供一种数字式称重显示器的检测方法以解决上述技术问题。

2、本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

3、根据本发明的一个方面，设计出一种数字式称重显示器的检测方法，基于应变式称重传感器模拟器作为检测标准的数字式称重显示器测试系统，所述数字式称重显示器测试系统包括：

4、称重传感器模拟器，用于输出模拟信号c0，并能通过校准方式建立输出信号c0与标称载荷i0的线性关系；

5、a/d模数转换器，用于接收所述模拟信号并转换为数字信号，并将数字信号输出；

6、模拟显示装置，用于接收所述a/d模数转换器输出的数字信号以及将数字信号转换为重量显示并输出，其中，所述模拟显示装置输出同所述a/d模数转换器输出同样的数字信号；

7、数字式称重显示器，一种能接收数字信号的称重显示器，其误差分配系数pi＝0，用于接收所述模拟显示装置的输出信息并处理后显示重量；

8、所述检测方法包括：

9、确认出应变式称重传感器模拟器的输出信号c0，其单位符号为mv/v，同时确定该输出信号对应的标称载荷值i0；

10、称重传感器模拟器的输出模拟信号经过a/d模数转换器转换成相应的数字信号；

11、模拟显示装置根据接收称重传感器模拟器输出的模拟信号，确认出模拟显示装置的接收称重值i1以及模拟显示装置的输出称重值i2；

12、数字式称重显示器根据接收模拟显示装置输出的数字信号后进行校准，校准完成后，确认数字式称重显示器的显示称重值i3；

13、判定数字式称重显示器检测合格与否标准：

14、若i3值对应的标称载荷点的示值误差不超过相同准确度等级的模拟式称重显示器的最大允差，误差分配系数pi不等于0，且i2和i3显示值之差为0，则判定称重显示器这个载荷点的示值误差检测合格；

15、或者，若i2和i3显示值之差为0，而i0和i3显示值之差不为0，且之差的绝对值不超过相同准确度级别的模拟式称重显示器的最大允差，误差分配系数pi不等于0，则判定称重显示器这个载荷点的示值误差合格；若果i2和i3显示值之差不为0，或者i0和i3显示值之差的绝对值超过相同准确度级别的模拟式称重显示器的最大允差，误差分配系数pi不等于0，则判定此数字式称重显示器在该载荷点的示值误差不合格。

16、为了更好的解决上述技术缺陷，本发明还具有更佳的技术方案：

17、在一些实施方式中，所述模拟显示装置包括数字输入模块、处理器模块、显示模块、数字输出模块，所述数字输入模块与所述a/d模数转换器连接，所述a/d模数转换器用于将数字信号输出到所述数字输入模块，所述处理器模块用于处理所述数字输入模块传入的数字信号，将数字信号转换为重量显示，同时将处理信息发送至所述数字输出模块，所述显示模块用于显示i1和i2，所述数字输出模块输出同所述a/d模数转换器输出同样的数字信号，并将数字信号发送至所述数字式称重显示器。

18、在一些实施方式中，所述i1表示a/d模数转换器输入的数字信号量经过重量转换后的显示值，a/d模数转换器的重量转换校准零点和系数与数字式称重显示器的零点和系数相同，i2表示对a/d模数转换器输入的数字信号进行线性校准后经过重量转换后显示到界面值；i3表示将模拟显示装置输出的数字信号经称重显示器接收后经过重量转换后显示的重量值，模拟显示装置的重量转换算法必须和数字式称重显示器的重量转换算法相同，且零点和系数必须相同。

19、在一些实施方式中，所述线性校准包括：至少2点，零点和满量程；或者多载荷点校准。

20、在一些实施方式中，所述i2和i3显示值之差为0需要满足如下条件：

21、a、模拟显示装置的零点和系数必须与数字式称重显示器的零点和系数相同；

22、b、数字式称重显示器需关闭零点跟踪功能；

23、c、模拟显示装置的系数精度等于数字式称重显示器的系数精度；

24、d、模拟显示装置与数字式称重显示器两者的数字滤波算法相同；

25、e、a/d模数转换器、模拟显示装置和数字式称重显示器需预热10分钟。

26、在一些实施方式中，可以利用普遍适用于模拟式称重显示器的闪变点法对其进行检测而无需考虑其误差分配系数pi为0带来的影响。

27、本发明的有益效果为：现在数字式称重显示器的测试不需进行静态温度试验和湿热、稳态试验。本发明因为检测时不需要试验载荷下的最大允差和示值误差必然为0(即i0与i3不需要完全相等)，而是满足一定条件(i0与i3之差或者经过误差修正后的误差符合相同准确度等级模拟式称重显示器的最大允差要求；i2与i3完全相同，就如同纯数字信号的传输)即可满足检测要求，那么静态温度试验和湿热、稳态试验是可以进行检测的。另外，经过对模拟信号的线性校准，使得被测称重显示器接收到的数字信号可以达到更高的灵敏度，可以弥补称重传感器模拟器灵敏度的不足，以及弥补检测数字式称重显示器时所用称重传感器模拟器的输出信号要求完全线性(线性度100％)的不足，可利用基于闪变点方法进行数字式称重显示器测试，能够更好的检测数字式称重显示器的计量性能；实际操作可以更有效、更便捷、更准确的确认数字式称重显示器的检测性能合格与否。