電子秤是使用的最廣泛的計(jì)量器具，由于電子秤涉及到貿(mào)易結(jié)算，直接關(guān)系到消費(fèi)者的切身利益。因此，人們對(duì)電子秤的稱重性能比較關(guān)注，研究表明，影響電子秤稱重性能的因素很多很復(fù)雜，除了器具本身之外，重力加速度對(duì)電子秤稱重性能的影響，也不容忽視，本文就這一問(wèn)題進(jìn)行初步探討。

1.基本概念和基本原理

在地面附近由于重力作用而獲得的加速度，用符號(hào)g表示，各地的大小除了與該地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)外，主要取決于該地區(qū)在地球上所處的緯度位置和海拔高度，我國(guó)大陸所處為北緯18度至北緯55度，因此，重力加速度值大體上是從南向北遞增的。質(zhì)量是指物體所含物質(zhì)的多少。重量即重力，是指物體的質(zhì)量與重力加速度的體積；特別是一個(gè)物體的標(biāo)準(zhǔn)重量是該物體的質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)重力加速度的乘積。稱量是指利用在物體上的重力來(lái)確定物體質(zhì)量的過(guò)程。

2.重力加速度對(duì)電子秤稱重性能的影響

利用不同的稱重原理制成的電子秤，其稱重性能受重力加速度的影響是不同的。

(1)機(jī)械杠桿衡器，其結(jié)果與重力加速度無(wú)關(guān)，可直接稱得物體的質(zhì)量，因此對(duì)于機(jī)械杠桿秤來(lái)說(shuō)，一經(jīng)校準(zhǔn)好，就可在任何地方使用，不因地區(qū)重力力加速度的不同而影響稱重性能。

(2)液壓秤。被稱物體的質(zhì)量與重力加速度無(wú)關(guān)，可直接稱得物體的質(zhì)量，其稱重性能不受重力加速度影響。

(3)彈簧秤。當(dāng)彈簧秤未稱物體時(shí)，彈簧的變形量為0，當(dāng)彈簧秤稱重時(shí)，設(shè)該物體質(zhì)量為m，此地區(qū)重力加速度為g，所受重力為w=mg，彈簧被拉長(zhǎng)變形量為△L，根據(jù)虎克定律 ，其平衡時(shí)有下式成立W=K·△L。由此可以看出，彈簧的變形量與重力加速度成正比，其值隨著使用地的重力加速度的不同而改變。

(4)電子秤。以采用電阻應(yīng)變式稱重傳感器制造的電子計(jì)價(jià)秤為例，當(dāng)質(zhì)量為m的重物作用在傳感器上時(shí)，由于重力mg的作用，傳感器彈性體產(chǎn)生彎曲變形，電阻應(yīng)變片隨著彈性體的彎曲變形也相應(yīng)地發(fā)生拉伸彎曲變形，從而使電阻應(yīng)變片阻值發(fā)生變化，造成橋路失衡，輸出一個(gè)電壓 Aq 對(duì)于任意類型的電阻應(yīng)變片傳感器，其輸出電壓 Ay。。均正比于外部作用力，即：△1I。=C· =c·mg。從上式可知，Aq 經(jīng)過(guò)電路處理后，可按重量數(shù)值顯示出來(lái)，因此，其稱重結(jié)果，反映了一定質(zhì)量的物體所受重力的大小，其量值與重力加速度有關(guān)，以這種原理制造的衡器在某地校準(zhǔn)好后，拿到另一地區(qū)使用時(shí)，應(yīng)付地產(chǎn)生地區(qū)差，這是由于兩地重力加速度不同造成的。

以上討論了重力加速度對(duì)各類衡器稱重性能的影響，那么這種影響，究竟有多大?會(huì)造成怎樣的后果呢?

彈簧的變形量△L和橋電路輸出電壓 △ 均與重力加速度g值成正比，如果一臺(tái)在廣州校準(zhǔn)好的電子計(jì)價(jià)秤(比如最大秤量為15kg)或者彈簧秤，拿到本溪地區(qū)使用，由于廣州和本溪重力加速度相差 0．15％，其示值將變?yōu)?15x(1+0．15％)=15．02205=15．022(kg)，即使不計(jì)算秤本身的誤差，僅由重力加速度變化引起的誤差就達(dá)0．15％。因此，對(duì)于彈簧秤來(lái)說(shuō)，無(wú)法根據(jù)重力加速度的不同來(lái)修正，其誤差遠(yuǎn)不到Ⅲ級(jí)秤的準(zhǔn)確度要求，這就限制了它的制造和使用；對(duì)于電子秤來(lái)說(shuō)，由于可以通過(guò)微處理器或其它方法對(duì)重力加速度不同引起的誤差進(jìn)行修正，這就使得電子秤可在任何地區(qū)使用。

3.重力加速度引起誤差的修正

電子秤在計(jì)量過(guò)程中，把由力傳感器輸入的正比于被稱物體重量信號(hào)放大后，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入微處理器，對(duì)讀入的數(shù)字量作標(biāo)度變換，然后，把相應(yīng)的重量值顯示出來(lái)。

我們可在電壓放大和標(biāo)度變換這兩個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)誤差進(jìn)行修正。由于調(diào)整電壓放大的方法，麻煩且變動(dòng)性較大，目前已不再使用，在修正誤差時(shí)，首先要知道修正值的大小，修正值如下式所示：C=m ，-g)／g

式中：c為修正值(kg)；m為檢定時(shí)施加的標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量(kg)；g．為電子秤使用地區(qū)的重力加速度值(m／s2)；g 為電子秤檢定地區(qū)的重力加速度值(m／s)。

在標(biāo)度變換時(shí)，微處理器讀入一個(gè)數(shù)字量，例如 27950，如果它代表了 15kg的重量值 ，就可以把該數(shù)乘以某一系數(shù)K，使得27950xK=15(kg)。

若取K=5．3667×10—4就有：

27950×(5．3667x10—4)=14．9999=15kg

由于稱重系統(tǒng)是線性系統(tǒng)，所以系數(shù)K對(duì)任何輸入的數(shù)值都適用。

通過(guò)對(duì)系數(shù) K的修改 ，可改變示值的大小，這樣就可完成誤差修正。電子秤常用兩種方法設(shè)置系數(shù) K。一種是用一組撥動(dòng)開(kāi)關(guān)DSW1、DSW2，當(dāng)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)處于不同的狀態(tài)時(shí) (ON或OFF)，就輸進(jìn)了一組二進(jìn)制數(shù)，改變開(kāi)關(guān)狀態(tài)，改變了K值的大小。修正時(shí)，配合使用標(biāo)準(zhǔn)器，經(jīng)過(guò)幾次反復(fù)，便可修正誤差。另一種是用砝碼標(biāo)定的方法獲得系數(shù) K在秤上放置一定質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，再輸入砝碼質(zhì)量值，CPU通過(guò)運(yùn)算會(huì)自動(dòng)獲得系數(shù)K，并保存用此方法一般一次可完成誤差修正。

對(duì)于彈簧秤由于重力加速度不同產(chǎn)生的誤差，應(yīng)在秤使用地點(diǎn)變更時(shí)，隨時(shí)進(jìn)行檢定并及時(shí)調(diào)整，減少和消除誤差。