摘要：本文就有关皮带秤循环链码检验装置应用的两个议题试进行分析阐述：第一个议题是分析阐述循环链码与普通链码计量特性的区别，说明为什么循环链码会有普通链码无法达到的检验重复性精度；第二个议题是对目前出现的带有驱动的循环链码装置进行了剖析，认为这是一种有害无益、不可取的设计。
关键词：皮带秤（belt weigher）；循环链码（cycling chain weights）；模拟载荷试验 （simulation load test）
皮带秤循环链码检验装置是一种新型的皮带秤模拟载荷试验装置，1997年通过了国家定型鉴定。该装置安装使用方便、检验准确度高、造价及使用成本较低，为皮带秤检验开创了一条新路。该检定方法已经纳入到国家计量检定规程JJG195-2002《连续累计自动衡器（皮带秤）》中。近年来皮带秤循环链码检验装置的应用日趋广泛。本文就有关皮带秤循环链码检验装置应用的两个议题试进行分析阐述。
一、循环链码与普通链码计量特性的区别
1.明显的数据反差
大量试验证明，虽然循环链码与普通链码同样都是模拟载荷试验装置，但循环链码装置的检验重复性明显优于普通链码（又称平面链码或滚动链码）。例如，2000年12月，以中国计量科学研究院为组长的全国质量计量技术委员会电子皮带秤检定方法比对小组在江苏常熟电厂输煤3号皮带机上用循环链码装置（北京春海公司制造）与实物检定装置和普通链码在一台电子皮带秤（华东电子仪器厂制造，带速3.29m/s，最大流量2880t/h，0.5级，四托辊双杠杆秤架）上进行比对试验，用循环链码装置检出皮带秤示值的重复性为0.11%，而用普通链码检出皮带秤示值的重复性为1.01% 。在同一个现场，原电力部热工计量测试中心曾从2000年的2月28日到5月26日用春海公司的循环链码装置对该皮带秤进行了三个月的跟踪检验，“在三个月中模拟实物检测装置（指循环链码装置-本文作者注）检测皮带秤时的最大变差为-0.085%，不超过0.1%。”
上述重复性误差中当然也包含了皮带秤本身的误差。用循环链码能检出重复性好得多的数据，这说明了用普通链码检定时，检测方法本身带来的不确定性就已明显超过了皮带秤本身的误差。
2. 普通链码为什么重复性不好
下面试分析普通链码检测值不确定性的来源以及循环链码怎样有效地克服这些不确定稳定因素。
引起皮带秤示值误差的原因非常多，但链码检测带入的误差基本只与称重传递误差有关。现以单称重辊单秤架皮带秤为例，看从皮带物料质量到称重传感器受到的力的传递关系（见图1）。
图1 皮带秤称重力传递
δ为皮带输送机的倾角，（° ）。
c1为载荷分配系数，表示在x处质量为q(x)dx物料的重荷分配作用在称重辊上的为cq(x)dx。
c2为杠杆比系数，在此c2=L1/L2。
从A到B表示皮带秤两端沿皮带方向物料的一个区间，在此区间内的物料对称重辊的荷重有影响。
若是多称重辊和双秤架的皮带秤（悬浮式皮带秤除外），称重力的传递关系相应复杂一些，但原理相同。
在物料运行中，F随着q(x)变化而变化，所以称重传感器的测量输出值对应着皮带秤上物料重量。当它与由速度传感器输出的皮带速度积算后，即可得出物料的累计量。
用普通链码模拟实物物料对皮带秤进行检验时，在力的传递中为什么明显地增加附加不确定因素呢？
1）普通链码在检测中容易激发随机振动，干扰了称重传感器的工作输出。
普通链码检测装置如图2所示。
图2 普通链码示意图
F ≥ WLg sinδ （N）
式中：W为链码总质量，kg 。
链码形成了一个质量-弹簧系统。当有外界干扰时，就会产生振动。可能的外界干扰因素有：链码不同心引起的跳动、托辊不同心引起的跳动、皮带运动中的跳动和机架的振动等等。由于干扰因素的多元化，实际产生的振动是由不同频率、不同相位和方向合成的无规则随机振动。振动所产生的惯性力，特别是沿y方向的惯性力，将严重干扰传感器的工作输出。
2）链码负荷的位置效应导致了称重力传递的不确定性。
从式1看出，除了均布载荷外，质量相同的物体若处于皮带的不同位置（x坐标），传感器的输出可能不同，此特性由式中的系数c来表征。物料随皮带运行时，其每一组元都要依次经过整个皮带秤的称量区域，即都要受到c的全过程影响。所以从物料质量到称重传感器输出再到皮带秤仪表的积算值的量值传递就有一个相对固定的关系。而普通链码却不同：它不随皮带运行，而且是辊状的，沿x方向对皮带施加的是等间隔的集中载荷，而不是均布载荷。当它放落的位置相对于皮带秤的称重辊有变化时，c的影响就会突现出来。
图3 普通链码的位置效应
从图3看出，当链码辊的位置有△x的位移时，各辊重量分担在称重辊上的载荷都会变化，因而带来传感器输出的变化。即质量量值的传递具有不确定性。我们在此称其为“位置效应”。若是多称重辊或是双秤架，位置效应可得到一定的补偿，但是不可能完全消除这种影响。从资料提供的数据看出，用同一条普通链码，检验同一台皮带秤，其两组示值的算术平均值之差竟达到计算值的0.92%。可见其位置效应的严重。普通链码在检验中出现△x（即位置不确定）的原因有：
（1） 链码沿x 方向的振动引起链码辊在各自平衡位置前后振荡。
（2） 链码的蛇形运动引起链码辊位置变化。
（3） 链码安装状态的不确定或工作中受动态因素影响而使链码工作位置有了变动等。
3. 循环链码装置有什么不同（见图4）
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