紫金矿业集团股份有限公司
摘要：本文根据连续累计自动衡器（皮带秤）在生产上的日常零点标定前验证方式及校准方法，对相邻二次零点标定值结合生产中的误差计算方法，转换为相对误差重量、误差率作出分析，明确该皮带秤计量的稳定性和准确性。根据其数据是否适合生产上的要求规定或者调整其零点标定与间隔校准周期做出判断。
关键词：零点标定前验证 整圈数 月累计误差量
1 皮带秤的定义、用途、原理、结构
定义：皮带秤是一种安装在皮带输送机适当位置上，对散装物料自动进行连续称量、累计的计量器具。
用途：广泛用于散装物料贸易结算、生产工艺流程中的配料计量及检测控制。
原理：皮带秤称重桥架安装于输送机架上，当物料经过皮带时，计量托辊检测到物料重量并作用于称重传感器，产生一个正比于物料载荷的电压信号。由直线连在测速托辊上的测速传感器，提供一系列脉冲，每个脉冲表示一个皮带运动单元，脉冲的频率正比于皮带速度。称重指示器从称重传感器与速度传感器接收信号，通过积分运算得出一个瞬时流量值及累计重量值，并分别显示出来。
结构：皮带秤由承载器、称重传感器、测速传感器、累计指示装置及控制系统等组成。
2 皮带秤的准确度等级及最大允许误差
皮带秤的准确的等级分为四个级别：0.2级、0.5级、1级、2级.
最大允许误差适用于载荷等于或大于最小累计载荷的情况。
对应于每一准确度等级自动称量的最大允许误差（正的或负的）应是表一中累计载荷质量的百分数化整到最接近于累计分度值的相应值。
3 皮带秤误差影响的因素
皮带秤计量除了承载器、数据积算仪表外，其法制相关的软件应由制造厂方确定，即对计量特性、计量数据和计量重要参数起关键作用的软件、存储或传输软件及为探测系统软硬件故障而编写的软件，都被认为是皮带秤的基本组成部分。皮带秤的安装应符合说明书中有关皮带输送机安装位置等方面的要求，充分考虑环境温度、湿度、气流、振动、电磁干扰等方面的影响，将周围环境对其的负面影响降至最低，皮带秤的误差由测力、测速等因素组成，其中由皮带效应引起的测力误差是皮带秤最主要的误差来源，皮带的跑偏、张力、托辊振动、温度等都是造成皮带效应的重要因素。
4 皮带秤零点标定前验证校准原理及要求
皮带秤零点标定前验证采用实物与模拟载荷进行，标定前验证的实物应与生产过程中经过该称重皮带的物料颗粒大小、瞬时流量相近。经过皮带秤承载器时的状态可模仿实际生产过程状态进行。给定实物验证物料必须满足日常生产皮带整圈时间或者皮带运行整圈时间的倍数给定矿物的量，而且必须满足JJG 195—2019《连续累计自动衡器（皮带秤）检定规程》规定，大于最大秤量（Max）的2%，模拟载荷采用标准砝码、棒码或者链码进行。应按皮带的传送方向分布于皮带秤承载器上，要放置在跨越（模拟）皮带宽度的各个点上。
4.1 载荷的质量真值要求如下
对于现场物料的控制方法，校验物料应在控制衡器上进行称量而且控制衡器示值（在做必要的修正之后）应被当作该试验载荷的质量真值。
对于模拟载荷，模拟载荷累计量理论值应是静态载荷和各单次试验指示的模拟皮带位移计算得出的累计重量。模拟载荷累计量理论值计算：
模拟载荷值
模拟载荷累计量理论值 = ------- ×皮带周长 ×皮带运行圈数
称量长度
模拟载荷值：加载皮带秤秤架上的总重量。
称量长度：通常为皮带秤称重托辊个数×托辊间距
皮带长度；该皮带一整圈的长度
皮带运行圈数；在校验过程中运行的圈数（积算仪表可设置）。
4.2 零点标定前验证条件
在皮带空带不含任何物料时不改变任何参数下进行。
5 零点标定前验证步骤与模拟载荷验证误差计算
5.1 零点标定前验证步骤
在不对皮带秤的零点进行标定及不修改任何参数的前提下启动皮带，对皮带秤进行实物或模拟载荷进行校准，当皮带按运行条件的圈数完成后记录实物校准或者模拟载荷的皮带秤示值。根据皮带秤示值与控制衡器示值（模拟载荷质量真值）的差值，计算单位时间内的误差计算出整日或者整月的误差量或者误差率。
5.2 零点标定前模拟载荷验证误差计算
零点标定前实物校验误差分析计算公式
皮带秤示值 – 控制衡器示值
累计误差量 = --------------------×累计运行时间
校验时间
累计误差量
零点标定前误差率（%）= ----------------- ×100
皮带秤累计标准量
皮带秤示值：皮带运行设定圈数完成后皮带秤积算仪显示值
控制衡器示值：校验物料的质量真值
皮带秤累计标准量= 累计运行时间皮带秤示值+累积误差量
根据JJG 195—2019《连续累计自动衡器（皮带秤）检定规程》规定校验物料的量大于最大秤量（Max）的2%，模拟正常生产进行，校验物料水分含量越低越好。所以此种方法在实际生产过程中实施难度较大、成本高，给矿量大及皮带整圈长度较长时基本无法实现，但准确性高。
零点标定前模拟载荷验证分析计算公式
皮带秤示值 模拟载荷累计理论值
累计误差量 = -------------------- --×累计运行时间
校验时间
皮带秤示值 模拟载荷累计理论值
零点标定前误差率（%）= ------------------- ×100
总累计标准量
皮带秤示值：皮带运行设定圈数完成后皮带秤积算仪显示值
模拟载荷累计理论值：皮带运行设定圈数模拟载荷对皮带秤施加的累计重量
总累计标准量= 累计运行时间皮带秤示值+累计误差量
表2：紫金山金铜矿铜矿二选厂入磨11#带皮带秤参数及零点前验证数据
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本次该皮带秤零点校准间隔为半个月，由于砝码日常保养及存在系统偏差原因，重量也就不一样。根据以上数据可以证实8个砝码校准误差量和取下左边4个砝码加取下右边4个砝码的平均误差量非常接近。
在实际校准过程中，模拟载荷校验与实物校验存在实际上的差异。模拟载荷在理想状态下进行，不会考虑皮带及物料跑偏等因素。实物校验可以模仿实际生产状态进行。所以此方法实施简单、成本低、皮带周长不受限制，但要确定模拟载荷与实物校验存在的稳定系数。
以上两种方法对皮带秤零点标定前进行误差量的换算，从而放大到两次校验周期之间误差总量，得出影响生产的误差率，是将皮带秤零点前验证时的误差代表两次校准时间周期内误差而进行的。此误差率及误差量均为最大化，如果取误差为随时间的变化成正比，时间越长误差越大。则以上公式误差方量及误差率取中间值，也就是零点标定前累计误差量及误差率均需乘二分之一。
结语：本文是在生产中皮带秤零点标定前的误差对生产的影响概率发生的变化而写的。日常验证时用控制衡器示值或者模拟载荷累计理论值进行分析是错误的，因为验证的时间均需按皮带运行整数圈或整数圈的倍数进行。该计算公式可用于零点标定后校准，其零点标定前验证应结合校验时间实际生产中的量进行分析计算，使零点标定前验证的量能更准确具有代表性。
参考文献：
[1]李冰莹，胡强，王均国等.JJG 195—2019《连续累计自动衡器（皮带秤）检定规程》.
鸣谢：赛摩电气股份有限公司何福胜先生