حساسية خلية الوزن mV/V: الإشارة والسعة

اخصم إشارة الصفر ثم طبع الخرج بجهد الإثارة، وقارنه بالحساسية الاسمية قبل ضرب النسبة في السعة. في النموذج المؤلف لا يكفي الملي فولت وحده لمعرفة الحمل.

• قيمة mV/V تصف خرجًا لكل فولت من الإثارة عند الحمل الاسمي، وليست السعة الميكانيكية نفسها. [1] نستخدم تعريفًا تعليميًا خطيًا معلومًا، ولا نفترض أن حساسية أكبر تثبت تلقائيًا دقة ميزان أو صلاحية تشغيله.
• بطاقة أ: سعة 200 كغ، وحساسية 1.6 mV/V، وإثارة 5 فولت، وصفر مؤلف 0.04 mV/V. الإشارة الصافية عند السعة 8 ملي فولت، والصفر 0.2؛ القراءة الخام الكاملة 8.2. عند حمل 80 تكون الصافية 3.2 والخام 3.4.
• إذا قرأنا خامًا 5 ملي فولت في أ، نخصم 0.2 فنحصل على 4.8، ونقسمها على 8 ثم نضرب في 200: الحمل 120 كغ. إهمال الصفر يعطي 125، والفرق 5 كغ ناتج عن إدخال الخام مكان الصافي.
• في ب نرفع الإثارة إلى 10 مع بقاء بقية تعريف أ: الكامل الصافي 16 والصفر 0.4. عند الحمل نفسه 80 تكون الخام 6.8 والصافية 6.4. الصافية لكل فولت تساوي 0.64 mV/V في أ وب، ونسبة الحمل 0.4 في كليهما.
• في ج نرفع السعة إلى 400 مع حساسية 1.6 وإثارة 5 والصفر نفسه. خام 3.4 يعيد حمل 160 بدل 80. النسبة 0.4 ثابتة، لكن ضربها في سعة مختلفة يغير الحمل؛ لا تنقل سعة أ إلى بطاقة ج.
• صافي 3.2 ملي فولت مع سعة 200 وحساسية 1.6 يعني 80 كغ عند إثارة 5، أو 40 عند إثارة 10. إذا غابت الإثارة فلا يختار الرقم بينهما. ومع إثارة 5 لكن حساسية مجهولة، يظل الحمل غير محدد أيضًا.
• في فرع أ يتراوح الصفر الخام بين 0.1 و 0.3، والقراءة الخام 5. الصافي بين 4.7 و 4.9، والحمل بين 117.5 و 122.5 كغ. هذا المجال لا يحسم شرطًا مؤلفًا أدناه 120، ولا يصبح منتصفه قيمة متوقعة دون بيانات توزيع.
• نفترض حد قراءة مؤلفًا أقصاه 10 ملي فولت للخام: أ عند السعة تعطي 8.2 ضمنه، وب تعطي 16.4 خارجه. فرع الصفر أو تغير الإثارة يحتاج بيانات حالته؛ نجاح القسمة لا يثبت سلامة تجهيز فعلي أو دقته. وفي فرع يثبت العرض عند 10، تحويله وفق ب يعطي 120 بدل الحمل الكامل 200؛ هذا سلوك معلن جديد لا نستنتجه من الحد وحده.

نكتب في أ أربع قيم مستقلة: السعة 200 كغ، والحساسية 1.6 ملي فولت لكل فولت، وجهد الإثارة 5 فولت، وإشارة الصفر 0.04 ملي فولت لكل فولت. نؤلف علاقة خطية تجعل الإشارة الصافية تساوي الحساسية مضروبة في الإثارة وفي نسبة الحمل إلى السعة. كل هذه القيم اختيارات تعليمية، وليست خصائص منتج قرأناها من شهادة.

تبلغ الإشارة الصافية 1.6 في 5 ، أي 8 ملي فولت، حين تساوي نسبة الحمل واحدًا. هذا هو ناتج التحويل الذي يتيح تعريف الحساسية في المصدر. [1] لا نقول إن السعة 8 لأن رقم الخرج 8 ، ولا إن الحساسية 200 لأن رقم السعة 200. كتابة الوحدة إلى جانب القيمة تمنع هذا النقل قبل أن يصل الخطأ إلى حساب الحمل.

إشارة الصفر في تعريفنا أيضًا مطبعة بالإثارة. لذلك تساوي 0.04 في 5 ، أي 0.2 ملي فولت، عندما نحتاجها كخرج خام عند إثارة 5. نعطيها هذا السلوك صراحة داخل النموذج، ولا نفترضه تلقائيًا لأي انزياح في جهاز فعلي. قد يستعمل ملف آخر تعريفًا للصفر بوحدة مختلفة، فيحتاج صيغة مختلفة عن الصيغة التي أعلنّاها هنا.

من الأفضل أن تحتوي البطاقة اسم الخاصية ووحدتها وحالتها: حساسية اسمية، وسعة، وإثارة، وصفر. تبدو هذه الخانات بسيطة، لكن حذف إحداها يجعل الخرج نفسه يقبل أكثر من حمل. لا يعوض وجود أربع منازل عشرية في رقم الإشارة نقص تعريف الفولت الذي قسمنا عليه أو الكيلوغرام الذي ضربنا فيه.

عند حمل 80 كغ في أ، نسبة الحمل 80 على 200 تساوي 0.4. الصافي 8 في 0.4 ، أي 3.2 ملي فولت. نضيف الصفر 0.2 فنحصل على خام 3.4. إذا كان عمود الجهاز في مثالنا يعرض الخام، فإن استنتاج الحمل يحتاج خصم الصفر؛ وإذا كان العمود يعرض الصافي بعد خصمه، فلن نخصمه مرة ثانية.

نختبر قراءة خام 5 ملي فولت. بعد خصم 0.2 يصبح الصافي 4.8. النسبة 4.8 على 8 تساوي 0.6 ، والحمل 0.6 في 200 يساوي 120 كغ. نستطيع التحقق في الاتجاه المعاكس: حمل 120 يعطي صافي 4.8 ، ثم خام 5 بعد إضافة 0.2. إرجاع الناتج إلى علاقة البطاقة يساعد على كشف الخطأ في اسم العمود.

لو أدخلنا الخام 5 مباشرة فوق 8 ، خرجت نسبة 0.625 وحمل 125. يتجاوز هذا النتيجة الصحيحة بخمسة كيلوغرامات في النموذج، رغم أن القسمة نفسها صحيحة. ولو كانت القراءة 5 صافية فعلًا ثم خصمنا 0.2 منها، لاستنتجنا 120 بدل الحمل 125 الذي يوافق ذلك الفرع. اسم الخام أو الصافي يحدد العملية قبل الأعداد.

نحفظ لذلك في ملف المتابعة خانتين منفصلتين إن لزم: قراءة واردة وقراءة بعد المعالجة، مع مقدار الصفر المستخدم ومعرف بطاقته. لا تكفي كلمة مصحح إذا لم توضح التصحيح الذي طبق. وقد يتفق ناتج الحساب مع رقم متوقع مصادفة، لكن هذا لا يجعل الخانة الخاطئة مدخلًا صالحًا للعلاقة.

في ب نحتفظ بالسعة 200 والحساسية 1.6 وصفر 0.04 ، ونرفع جهد الإثارة إلى 10 فولت. عند السعة يصبح الصافي 16 ملي فولت، والصفر 0.4 ، والخام 16.4. وعند حمل 80 تكون النسبة 0.4 ، فيخرج صافي 6.4 وخام 6.8. تغيرت الإشارة الكهربائية لأن أحد مدخلاتها تغير، دون تغيير الحمل المعطى.

نطبع صافي أ 3.2 بقسمته على إثارتها 5 ، فنحصل على 0.64 ملي فولت لكل فولت. ونطبع صافي ب 6.4 على 10 ، فنحصل على 0.64 أيضًا. بقسمة هذا المقدار على الحساسية 1.6 تظهر نسبة الحمل 0.4. يساعد هذا المسار على المقارنة بين بطاقتين تختلفان في الإثارة، بدل مقارنة الرقمين الخامين وحدهما.

ولو قسمنا صافي ب 6.4 على إشارة أ الكاملة 8 ، حصلنا على نسبة 0.8 وحمل 160. لم نفشل في الضرب، بل نقلنا مرجعًا كهربائيًا من إثارة 5 إلى بطاقة إثارتها 10. في الورقة المحسوبة جيدًا، ترتبط إشارة السعة بجهد الحالة نفسها، أو يجري التطبيع أولًا كي تصبح المقارنة ذات مرجع موحد.

اختيار التطبيع لا يلغي حاجة الصفر. خام أ 3.4 مقسومًا على 5 يعطي 0.68 ، وخام ب 6.8 مقسومًا على 10 يعطي 0.68 أيضًا. هذا الاتفاق لا يجعلهما صافيًا؛ كلا المقدارين ما زال يشمل 0.04 المؤلفة. يمكن أن يتطابق سجلان بعد القسمة ويستمر فيهما الخطأ نفسه إذا نسيا خصم المقدار الذي لا يخص الحمل.

نؤلف ج بالسعة 400 بدل 200 ، مع الحساسية 1.6 وإثارة 5 والصفر 0.04. تظل الإشارة الصافية عند السعة 8 ملي فولت، لأننا أبقينا مدخلي الحساسية والإثارة كما هما. لكن العدد الذي تمثله نسبة الحمل واحد صار 400 كغ. لا تستطيع الإشارة الكاملة 8 وحدها التمييز بين سعتين أعطينا لهما الحساسية نفسها.

أمام خام 3.4 ، نخصم الصفر 0.2 فنستعيد صافي 3.2 ، ونسبته إلى 8 هي 0.4. في ج نضرب 0.4 في 400 فنحصل على 160 كغ، بينما أعادت العملية نفسها 80 في أ. المعنى المشترك هو أن الحالة عند أربعين بالمئة من سعتها المعلنة، لا أنها تحمل الكمية الميكانيكية نفسها في البطاقتين.

وعند حمل 80 في ج، تكون النسبة 0.2 والصافي 1.6 والخام 1.8. لذلك تنخفض الإشارة في المقارنة مع أ إذا ثبتنا الحمل واخترنا السعة الأكبر ضمن تعريفنا. هذان اختباران مختلفان: خام ثابت مع سعة متغيرة، أو حمل ثابت مع سعة متغيرة. ضع ما ثبّت في عنوان المقارنة حتى لا تبدو النتيجتان متعارضتين.

لا نستخدم هذه الأرقام لتفضيل خلية على أخرى أو لاختيار سعة آمنة. لم تعط البطاقات معلومات عن توزيع الحمل أو الحمل الزائد أو التثبيت أو دقة المنظومة. فائدتها حسابية: تعيين السعة الصحيحة في الضرب الأخير، وإظهار أن توافق الحساسية والجهد لا يحفظ قيمة الحمل إذا تغيرت السعة الاسمية.

نستلم صافي 3.2 ملي فولت، وسعة 200 وحساسية 1.6 ، لكن الإثارة غير مكتوبة. عند إثارة 5 يكون الكامل 8 ، ونستنتج حمل 80. وعند إثارة 10 يكون الكامل 16 ، ونستنتج 40. كلا الفرعين يحققان الصافي المعطى داخل النموذج؛ لذلك لا نكتب 80 بوصفها نتيجة واحدة قبل معرفة الإثارة أو مرجع مكافئ لها.

يمكن نقل السؤال إلى الحساسية: نثبت الإثارة 5 والسعة 200 والصافي 3.2 ، ونجعل الحساسية في فرع 1.6 فتخرج 80. إذا اخترنا حساسية 0.8 في فرع مستقل، صار الكامل 4 والنسبة 0.8 والحمل 160. ظهور رقم الخرج نفسه لا يعيد الحساسية المفقودة، وقد كان تغييرها كافيًا لمضاعفة الاستنتاج.

وإذا غابت السعة، تستطيع البيانات المكتملة الأخرى إعطاء النسبة فقط. صافي 3.2 مع إثارة 5 وحساسية 1.6 يعطي 0.4 ، لكن تحويل هذه النسبة إلى كيلوغرامات ينتظر قيمة السعة. لا نملأ 200 لأننا استعملناها في أول مثال؛ ذلك يجعل بطاقة جديدة ترث معلومة لم تقدمها. اكتب النتيجة المؤقتة بنسبة بدل وحدة لا يسمح بها المدخل.

تساعد هذه الفروع في إعداد طلب بيانات للمورد: حدد هل تحتاج الإثارة الفعلية أو الحساسية أو السعة أو حالة الصفر. السؤال المحدد أسرع من إعادة إرسال ملف كامل مع عبارة القراءة غير صحيحة. وفي المراجعة الداخلية، احتفظ بما أمكن استنتاجه وما بقي معلقًا، كي لا يعاد استعمال النتيجة المشروطة لاحقًا كأنها حمل مؤكد.

في فرع مستقل من أ نعرف خام 5 ملي فولت، لكن الصفر الخام محصور بين 0.1 و 0.3. لم نعد نفترض 0.2 ملي فولت معلومة بدقة. بخصم أكبر صفر نحصل على أصغر صافي 4.7 ، وبخصم أصغر صفر نحصل على أكبر صافي 4.9. نقسم طرفي المجال على 8 ثم نضربهما في 200 ، فيكون الحمل بين 117.5 و 122.5 كغ.

نضيف شرطًا حسابيًا مؤلفًا أن يكون الحمل على الأقل 120. بعض قيم المجال أدنى من 120 وبعضها أعلى، فلا يكفي المدخل لحسم الشرط. أما شرط على الأقل 115 فيتحقق لجميع القيم التي سمح بها المجال. هذه مقارنة حدود، لا تقدير لاحتمال قبول الشحنة أو توزيع لخطأ القراءة في ميزان فعلي.

قد تبدو 120 اختيارًا طبيعيًا لأنها منتصف 117.5 و 122.5 ، وتوافق صفر 0.2 من أول مثال. لكننا لم نعط توزيعًا احتماليًا للمدخل أو تكرارات للقياس. اختيار المنتصف يبقى فرعًا إضافيًا، ولا يسمى قيمة متوقعة أو حملًا مؤكدًا دون بيانات تسمح بذلك. احتفظ بطرفي المجال عند تلخيص السؤال المحدود الذي قدمته الحالة.

يتغير معنى الصفر إذا تغيرت وحدته. المجال 0.1 إلى 0.3 هنا مكتوب بالملي فولت الخام عند إثارة 5 ، وليس بالملي فولت لكل فولت. إذا نقلته إلى بطاقة إثارة 10 على أنه مقدار مطبع، تغيرت الأعداد التي يجب خصمها. يراجع الملف الوحدة والحالة إلى جانب المجال، بدل الاكتفاء بإشارة زائد أو ناقص منفصلة عن تعريف المدخل.

نضيف إلى مثالنا جهاز قراءة افتراضيًا يقبل الخام حتى 10 ملي فولت. عند سعة أ يكون الخام 8.2 ، فيقع ضمن الحد المختار. أما عند سعة ب فهو 16.4 ، فوق الحد. نجاح حساب هذا الرقم في جدول لا يعني أن جهاز الفرع يستقبله كما هو. نحتاج وصفًا لكيفية تصرف الجهاز خارج الحد قبل استنتاج قراءة يعرضها.

إذا افترضنا في فرع جديد أن الجهاز يثبت عرضه عند 10 ، ثم أدخلنا العرض إلى صيغة ب، نخصم 0.4 ونقسم 9.6 على 16 ونضرب في 200 ، فنخرج 120 كغ. الحمل المعطى عند السعة كان 200 ، لذلك يخفي تثبيت العرض فرقًا كبيرًا. ليست 120 دليلًا على أن الحمل انخفض؛ إنها نتيجة تحويل رقم فقد جزءًا من معلومات الدخل وفق فرعنا.

ولو حدد الملف الحد للإشارة الصافية بدل الخام، وجب فحص الصافي لا 8.2 أو 16.4. وضوح اسم الخاصية مطلوب حتى في حدود الجهاز المؤلف. وتبقى مسألة توصيل خلية فعلية أو رفع الإثارة أو اختيار جهاز مختلف خارج الأرقام التي قدمناها؛ لا نحول حدًا اختير للتعليم إلى مواصفة عامة للمعدات.

قبل اعتماد نتيجة الملف، يستطيع المراجع تتبع قراءة واحدة من الخام إلى الصافي، ثم إلى مقدار لكل فولت، ثم إلى نسبة من السعة، وأخيرًا إلى حمل بوحدته. يتحقق في كل خطوة من المدخل الذي لم يتغير ومن الذي تغير بين البطاقات. هذا التتبع يعطي تفسيرًا للفرق بين سجلين، مع إبقاء فحص الدقة والمعايرة وجودة المنتج مرتبطًا بالأدلة الفعلية الخاصة بالمنظومة.