我们经常听到客户来问,他们的地板不水平,这对他们的称重读数会不会有影响?秤的设计,总是假定负载力与重力方向平行,与称重平台垂直,也就是说,只存在一个垂直的力。而不水平的秤会导致产生一个水平力,从而影响到重量读数。一般的经验法则是,如果在工业应用中,只要秤的四支脚都接触到地面上了,结果就在允差范围内。但是我们不仅想要“一般经验法则”,我们想要知道确切的斜坡引起的影响究竟有多大。那么用下面的一系列公式,我们就能精确的从数学上给出不水平造成的影响。首先,我们来温习一下三角函数的几个定义。第一个是反正切函数(arctg)。由于反正切函数的定义为求已知对边和邻边的角度值,刚好可以视为直角坐标系的x座标与y座标,根据斜率的定义,反正切函数可以用来求出平面上已知斜率的直线与座标轴的夹角。第二个是余弦函数(cos)。余弦定律用于在一个三角形的两个边和一个角已知时确定未知的数据。大家是不是越看越糊涂?我们一起来往下看个例子。譬如你有个500 kg的砝码,放在一台水平的秤上,没有技术误差的话,结果应该就是500 kg。现在,如果这台秤放在有着斜度的地板上,每1,000 mm有10 mm的升高:那这个斜率就是10/1000或者说1/100,也就是0.01。现在,我们知道了两条边,就可以用反正切(arctg)来计算角度。0.01乘以arctg(如果你的计算器没有arctg,可以使用tg的倒数),得到的结果四舍五入后是0.57,这就是这个斜坡的角度度数。知道了这个角度又有什么用呢?我们再往下看,W代表实际的重量,例子中就是500 kg。这也可以当作为这一边,也就是斜边的“长度”。A代表相邻边的长度,也是在此角度下所显示出来的长度。我们已经知道这个角度α=0.57度。那么如上所说,我们知道斜边和角度,我们就可以得出相邻边的长度,500 x cos(0.57) = 500 x 0.99995, = 499.975. 因此,A=499.975就是显示出来的重量。这个图也可以表示成下面这个样子:那么,取决于不同的应用,就可以造成不同的影响。我们还是来看一个精密的应用来作为例子吧。假设我们现在要在一台0.001 g的秤上称量一种昂贵的物质,要求增量500 g。秤在校正时已经经过水平,但是现在,放置秤的地面中央,又放了一个20 t的箱子。于是,现在地面变得不水平了,而秤没有经过调整,当然秤盘也不水平了。新的斜度是每1,000 mm有了4 mm的倾斜。那么首先,我们来找出这个角度。知道了对边和底边,我们使用arctg公式:4/1000 = 0.004Arctg (0.004) = 0.2292 (度)现在我们有了倾斜角度,就可以用于下一个等式中:我们知道了斜边值W是500 g,角度α是0.2292。我们也知道了斜边和角度已知的情况下,我们使用余弦公式,也就是A = W x Cos α。那么Cos α = 0.999991,等式就变成了A=500 x 0.999991 = A = 499.9955,或者说,实际显示重量少了0.0045 g。根据被称量物质的价值不同,这个误差可能造成很大的金钱损失。您可以根据您的具体称重环境以及被称物料,来计算非水平安放可能给您带来的具体损失。现在,工业环境中使用的秤,也都带有水平泡,帮助确认秤是否得到了水平安装,甚至也有一些高端的工业秤,可带有倾斜补偿的功能。
扫一扫加微信