技术文章

一、引言 
称重传感器作为衡器的关键部件，其质量状况直接决定了衡器性能的好与坏，尽管在衡器软件
设计中可以做出一定的补偿和修正，但传感器的质量举足轻重，不容忽视。目前衡器产品的型式评
价根据是 JJG555-1996《非自动秤通用检定规程》，2013 年 5 月在甘肃召开了《电子案秤》、《电子
台秤》、《电子吊秤》、《固定式电子秤》和《称重指示器》的型式评价大纲审定会，目前仍待国家质
检总局的正式公布，在主要内容和要求上，新的型评大纲与 JJG555-1996 一脉相承。 
JJG555-1996 等效采用OIML R76（1992E），同时增加了我国法制要求、计量管理的相关内容，
内容包括非自动秤的测试项目和测试方法，还包括秤结构、说明标志、指示装置，以及称重传感器
的核查等。其中关于称重传感器的核查，在实际的核查过程中有部分疑惑的内容，提出共同讨论[1, 2]。 
二、称重传感器的核查内容 
衡器型式评价中对称重传感器的核查要求来自于 OIML R76，JJG555-1996 等效采用 R76
（1992E），目前 R76 有效版本为 OIML R76（2006E），其中对称重传感器的技术要求来自于附录 F，
具体内容如下： 
1．称重传感器zui大秤量 
max E Q Max R ≥? ? /N （1） 
其中 Q 为修正系数，Q＞1，主要是考虑到偏载荷、承重器的自重、初始置零范围和载荷分布
— 1 — 不均匀因素的影响。 
Q = (Max+ DL + ISZR + NUD + T+...) / Max （2） 
其中：Max ——衡器的zui大秤量； 
DL —— 承载器的静载荷，由衡器方案设计时确定； 
ISZR ——初始置零范围，一般为20% Max； 
NUD ——承载器的载荷不均匀分布值。一般以典型结构的衡器进行假设，见表1。 
T —— 衡器方案设计时按添加皮重法设计的重量值。 
表1 不同使用环境，NUD取值设计[2] 
不同使用环境 NUD取值 
带杠杆及单传感器的衡器，或传
感器对称排列的料斗，承载器上
没有易造成偏载的装置 
NUD = 0 %Max 
其它典型衡器 NUD = 20%Max 
对于叉车秤，单轨吊秤及汽车衡 NUD = 50％Max 
组合数固定 NUD = 50%Max（累计zui大秤量） 
多秤台衡器 
组合数是可变 NUD = 50%Max（单秤台zui大秤量） 
当然衡器的zui大秤量修正系数 Q 还可以根据不同衡器的实际使用状况，再分别加上冲击系数、
超载系数、风压系数等。 
2．称重传感器的zui小静载荷 
Emin≤DL×R/N （3） 
3．称重传感器的zui大分度数 
单个传感器秤的zui大分度数nLC应不小于秤的检定分度数n。 
LC n ≥ n
n
 （4） 
在多分度秤或多量程秤上，上述要求也适用于局部称量范围，即为 
LC i n ≥ （5） 
— 2 — 在多分度秤上，称重传感器的zui小静载荷输出恢复值 DR 应满足下述条件： 
DR 0.5 / 1 ≤ ? eRN 或DR / 0.5 / Max E e max ≤ 1 ? （6） 
可接受的方案： 
a、当 DR 未知时，应满足条件： 
1 / LC n Max ≥ e （7） 
b、对多量程秤，应当满足： 
DR / 1 ≤eRN ? 或DR / / Max E e max 1 ≤ （8） 
c、当 DR 未知时，应满足条件： 
1 0.4 Max / LC r n e ≥ ? 
4．称重传感器的zui小检定分度值。 
称重传感器的zui小检定分度值vmin应满足： 
min v eR ≤ ? / N （9） 
对称重传感器和衡器而言，其相关术语及符号表示如下： 
表 2 衡器和称重传感器相关术语及符号 
衡器（weighing instrument） 称重传感器（load cell） 
Max——zui大秤量 
Min——zui小秤量 
e——检定分度值 
e1——zui小检定分度值（多分度秤）
n——检定分度数 
R——载荷传递装置的缩小比 
N——传感器的数量 
Emax——zui大秤量 
Emin——zui小静负荷 
v——检定分度值 
n——检定分度数（nLC） 
DR——zui小静负荷输出恢复 
DL——承载器的静载荷 
vmin——zui小检定分度值 
三、称重传感器的选择 
1．称重传感器zui大秤量 
依据公式（1）和（2）可以计算出出称重传感器的zui大秤量。 
— 3 — 电子计价秤属于单称重传感器非自动秤，其作用在秤台和称重传感器力相同，缩小比 R=1，传
感器数量 N=1，以 ACS-30 电子计价秤为例，Max=30kg，承载器的静载荷 DL 约为 1.0kg，初始置
零范围取zui大 20%Max，则称重传感器zui大秤量应大于 37.0kg，选择 40kg 的称重传感器恰为合适。 
而对于ACS-3 电子计价秤，Max=3kg，秤台重量M1约为 1.0kg，初始置零范围取zui大 20%Max，
则称重传感器zui大秤量应大于 4.6kg，选择 5kg或 6kg的称重传感器恰为合适，如选择 10kg称重传感
器，则量程过于偏大，不尽合理。 
而对于多个称重传感器的衡器，应当考虑多只传感器的分配。电子汽车衡属于典型多称重传感
器非自动衡器，以SCS-100 电子汽车衡为例，Max=100t，秤台为三组合台面，重量M1约为 10t，初
始置零范围取zui大 20%Max为 20t，NUD为 50t，则称重传感器zui大秤量应大于 180t，三台面共有 8
只传感器，则单只称重传感器应为 25t或 30t。 
2．称重传感器的zui大分度数 
对单称重传感器的衡器，公式（4）nLC≥n意味着称重传感器的分度数要大于衡器的分度数，对
常见的准确度等级为： ，n=3000 衡器而言，称重传感器至少是 3000 分度数，从表 3 称重传感
器的分类查看，此时传感器准确度等级应至少为C3；对多分度秤，称重传感器分度数应当满足公式
（5）要求。 
表 3 称重传感器的分类等级[3]
准确度等级 * B 级 C 级 D 级 
下限值 50000 5000 500 100 
上限值 无限制 100000 10000 1000 
3．称重传感器的zui小检定分度值 
OIML R60（2000E）中引入一个概念，相对zui小检定分度值 Y 
Y=Emax/Vmin （10） 
因此对称重传感器，只要明确zui小检定分度值或相对zui小检定分度值，便可以进行公式（9）
的核查。 
比较OIML R76（2006E）的要求，只有称重传感器的使用说明提供以下参数：Emax、Emin、nLC、
DR、vmin或Y，核查才能便利进行。目前我国现行有效的称重传感器国家标准和检定规程中关于型
式评价的指标如表 4 所示，仍有待向建议修改接近。 
 
— 4 — 表 4 计量检定规程和国家标准对型式评价项目的规定[3,4]
型式试验检验项目 
JJG669-2003《称重传感器》 GB/T 7551-2008《称重传感器》 
传感器上zui少标记 称重传感器误差(EL)
a
传感器误差EL 重复性误差(ER)
a
重复性误差ER 温度对zui小静负荷输出的影响(CM) 
蠕变CC 蠕变(CC) 
zui小静载荷输出恢复CDR zui小静载荷输出恢复(CDR) 
zui小静载荷输出温度影响CM 大气压力影响(CP) 
大气压力CP 湿度影响(CH或无湿度影响)(CHmin) 
湿度 湿度影响(CH或无湿度影响)(CHmax) 
 湿度影响(SH) 
 带电子组件的称重传感器另有额外要求 
四、典型案例分析 
1．多分度值秤 
以多分度值秤为例，zui大秤量Max=15kg，准确度等级： ，检定分度值e1=1g，称量范围 0~2kg；
检定分度值e2=2g，称量范围 2kg~5kg；检定分度值e3=10g，称量范围 5kg~15kg。 
1 / 15000/1 15000 LC n Max e ≥= = 
Q=（15.0+1.0+15.0*0.2）/15=1.26 
Emax≥1.26*15.0=19.0 kg 
此时，称重传感器需满足准确度等级：B 级，不小于 15000 的分度数；而在实际的生产过程中，
很难使用此高性能的称重传感器。 
2．多传感器的非自动秤 
而对于多传感器的非自动秤，如汽车衡。 
M = + + + + +???+ MMMMM M 12345 m 
Δ = Δ +Δ +Δ +Δ +Δ +???+Δ M MMMMM M 12345 m 
考虑到所使用的为同型号规格的称重传感器，性能相同，各个称重传感器之间的具有独立关系，
因此[5]
— 5 — Δ×=Δ MmM 1 
如果以检定分度值代替误差，则有 
me 28108 kg ν1 =×=×= 
此时，检定分度数可达到 
1 ×= nmn 
以SCS-100电子汽车衡为例，Max=100t，秤台为三级台面，三台面共有 8 只传感器，称重传感
器Emax=25t，n=2500，v=10kg。 
则 SCS-100汽车衡的检定分度数 
me 28108 kg ν1 =×=×= 
又检定分度值只能以 1、2、5×10k
进行选取，故取e=50kg。 
此时有检定分度数为 n=100000kg/50kg=2000。 
五、结束语 
非自动衡器是重点管理类计量器具，型式试验是主要的测试内容，此外非自动衡器的结构、关
键零部件的信息描述，以及核查表的内容也是重点关注和记录的内容，作为关键零部件之一的称重
传感器，OIML R76 中已有明确兼容性核查要求，重要的是在称重传感器的型式评价过程中明确细
致的参数；此外，电子技术的快速发展和进步，信号的处理能力和补偿能力的增强，衡器的性能也
在提升，仅以称重传感器的性能定论衡器的性能，可能需进一步探讨。称重传感器作为关键的部件，
应当尽早的制定型式评价大纲，接轨衡器的型式评价大纲，如此才能做到称重传感器和衡器的技术
规则一致，便于核查。 
 
上海楚承电子科技有限公司

2015.3.19