淺析稱重傳感器與地磅的檢定分度數(shù)
本人結合單位工作實際，通過對稱重傳感器的分析入手，進一步闡明確定地磅檢定分度數(shù)的原則和方法。
隨著我國社會和經(jīng)濟的全面發(fā)展，日常大宗物料的 交易行為越來越多，地磅的運用也越來越廣泛，用 戶對衡器精度要求也越來越高，一些衡器生產(chǎn)企業(yè)的調(diào) 試人員為滿足用戶的需求，不恰當?shù)靥岣叻Q量顯示的精 度，結果往往弄巧成拙。本文就工作中常見的幾種地磅分度數(shù)問題結合OIMLR6O、R76的要求進行分析。
1.確定最大分度數(shù)的原則和依據(jù)
根據(jù)國際建議的規(guī)定，衡器的最小檢定分度值e表 征衡器的絕對誤差，而最大分度數(shù)^_表征了衡器的相 對誤差，因此的確定，客觀上是受各種誤差因素制 約的。應該考慮的因素主要有如下方面：
OIML “非自動衡器”國際建議R76規(guī)定ffl級商 用秤最大的允許分度數(shù)上限為?<10000e;
環(huán)境溫度每改變5 ~C時，衡器零點的變化不得大 于一個檢定分度值e;
溫度變化時，秤的靈敏度的變化不允許超過所規(guī) 定的允差；
加載4小時，由蠕變起的誤差不應超過所規(guī)定的 允差 ;
加載半小時后，秤的零點與加載前的零點之差不 得大于0. 5e;
衡器中作為主要部位的稱重傳感器和稱重顯示 器可以允許單獨檢定，它們由溫度引起的誤差，不得超過 整個衡器溫度誤差的0. 5?0. 7倍；
由氣壓變化對零點的影響應小于1 e/kPa。
由此，最大允許分度數(shù)^_可以由稱重傳感器靈敏 度的溫度特性、蠕變及蠕變恢復等方法來確定，同時還要 考慮氣壓、零點溫度、顯示器受環(huán)境因素的影響等。
2.稱重傳感器的一般要求
當系統(tǒng)的允差為1時，作為非自動衡器主要構成部 分之一的稱重傳感器的綜合誤差一般只能達到0. 7的比 例成分，根據(jù)JJ G669 - 2003《稱重傳感器檢定規(guī)程》，稱 重傳感器分為A、B、C、D四個等級，分別與OIMLR76 《非自動衡器》中衡器的四個準確度等級相對應。而目前 我國地磅所使用的稱重傳感器都是C3級的傳感 器，按0IMLR60、R76國際建議的要求，C3級傳感器的 最大檢定分度數(shù)如￡?為3000，用于制造檢定分度數(shù)不大 于3000分度的瓜級秤。我國JJG555 - 1996《非自動秤 通用檢定規(guī)程》等效采用了 0IMLR76國際建議，其中對 傳感器做如下規(guī)定：
2. 1稱重傳感器的最大秤量應符合下列要求：
Emax > Q Max ?R/ N
式中：Em狀—爾重傳感器的最大稱量；N —專感器個 數(shù)；R ?宿小比，考慮到對傳感器最嚴格的要求R =1; Q —修正系數(shù)。
取修正系數(shù)Q > 1，這是考慮到偏載荷、承載器的自 重、初始置零范圍和載荷分布的不均勻性因素的影響。 2.2稱重傳感器的最大分度數(shù)
稱重傳感器的最大分度數(shù)屯c應不小于秤的檢定分 度數(shù) n : nLc >n
稱重傳感器的最小靜荷輸出恢復值DR應滿足下述 條件：
DR ^30. 5 eR/ N 取 R = 1，貝U DR ^30. 5 e/ N 當DR未知時，應滿足條件_ nLC >Max/ e
2.3稱重傳感器的最小檢定分度值
Vmin
3.典型案例介紹
從幾年來我市地磅檢定工作來看，最大稱量 100噸以上的大衡越來越多，同時衡器生產(chǎn)企業(yè)將秤的 檢定分度數(shù)設置也越來越大，而且不同生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品 穩(wěn)定性和可靠性也有很大的差異，秤臺結構、稱重顯示儀 表、稱重傳感器的選擇最終都會對汽車衡的整體性能產(chǎn) 生影響，就地磅的檢定分度數(shù)而言，檢定分度數(shù)設置的 越大，秤出現(xiàn)故障的機率就越大，以下通過舉例nLc、n 值及觀察r值撮大秤量對傳感器最小檢定分度值 Kmm之比)和Z值（最大稱量對兩倍的最小靜荷輸 出DR之比），進一步分析探討。
最大稱量30t的地磅,最小分度值2kg ,使用4 只20t的傳感器。故障現(xiàn)象:儀表零點不穩(wěn),示值無規(guī)律 跳動。
該秤的檢定分度數(shù)n = 15000 ,傳感器的最大分度數(shù) nia = 3000。
Vmin
最大秤量為80t的衡器,最小分度值10kg,使用 8只40t的傳感器,故障現(xiàn)象:開機后零點漂移,顯示數(shù) 值向正方向不斷遞加。
該秤的檢定分度數(shù)n = 8000 ,傳感器的最大分度數(shù) nia = 3000
Vmin
DR 0.5 e/ N = 0.5 X10/ 8 =0. 625kg 按 DR 為 0. 625kg 計算：Z = Emax/ 2 DR = 40000/
25 = 32000
最大稱量為120t的地磅,最小分度值20kg ,使 用10只40t的傳感器。故障現(xiàn)象:在加載后突然不回 零。
該秤的檢定分度數(shù)n = 6000 ,傳感數(shù)的最大分度數(shù) nia = 3000
Vmin
DR ^30. 5e/N = 0.5 X20/ 10 = 1kg 按 DR 為 1kg 計算：Z = σax/2 DR = 40000/2 = 20000
以上情況的地磅,有的是剛開始安裝便出現(xiàn)故障， 有的是使用一段時間后,稱重系統(tǒng)對外界的抗干擾能力 減弱,秤整體計量性能下降而逐步顯現(xiàn),通常我們只要通 過更換傳感器或稱重顯示儀表，以及重新設置最大檢定 分度數(shù),這些故障現(xiàn)象便可以排除。
原因分析
這些電子汽車衡之所以會出現(xiàn)零點漂移示值不穩(wěn)定 甚至不回零等現(xiàn)象,首先最主要的原因就是衡器的分度 數(shù)遠遠超過了傳感器的最大檢定分度數(shù)，無法滿足 JJ G555 - 1996中的規(guī)定取。>n的基本要求。
其次,按照QIMLR60的要求，C3級傳感器的r值 應不小于7200 , Z值應不小于3000 ,假設最小靜載荷輸 出溫度影響按0. 015 %FS/ 10 "C控制，則其相應的Y值 僅能達到9300。而上述案例中，r值有的高達20000, C3級稱重傳感器難于滿足其要求,在這種情形之中,如 果同一批的傳感器對零點溫度的影響比較一致,都朝同 一方向變化,則會出現(xiàn)各傳感器零點漂移疊加的現(xiàn)象,反 之,如若秤體所使用的傳感器零點溫漂的方向不一致,它 們之間的影響作用互相抵消,恰好使秤的零點示值穩(wěn)定, 這就是為什么有時通過更換新的傳感器能使零點保持穩(wěn) 定,而原傳感器本身并沒有損壞的原因。同樣對于Z的 要求,如果同一批傳感器的蠕變一致性較好,都朝同一方 向變化,則會出現(xiàn)傳感器蠕變疊加造成儀表滿程不穩(wěn),加 載后不回零的現(xiàn)象,如若各傳感器的蠕變方向不一致,它 們之間的影響互相抵消,顯示數(shù)值正常穩(wěn)定。不過,這僅 是一種弱平衡,極易受到外界的干擾,因此也是一種不穩(wěn) 定的狀態(tài),在一定條件下,還會導致示值不穩(wěn)定及漂移情 況。
當然,還有很多因素如濕、溫度變化、氣壓變化會對 示值產(chǎn)生影響,有時顯示儀表在投入使用一段時間后,穩(wěn) 定性、可靠性下降,無法與傳感器相關計量性能相匹配， 這時只需更換顯示儀表便可以排除示值不穩(wěn)定的情況。 依據(jù)OIMLR76 - 12006(E)版,可以對稱重模塊特別是 稱重顯示器發(fā)給OIML型批準證書,這為衡器生產(chǎn)廠家 的生產(chǎn)、設計提供了更為廣闊的發(fā)展空間。而作為計量 技術機構在檢定和維修工作中,更應注意所選擇的稱重 顯示器和稱重傳感器包括最大檢定分度數(shù)在內(nèi)的各項性能 數(shù)據(jù)是否能夠相互兼容’才能滿足衡器的預期計量性能。
結束語
根據(jù)JJ G555 - 1996《非自動秤通用檢定規(guī)程》的規(guī) 定，由于地磅安裝在室外,工作環(huán)境較為惡劣，受 振動、降雨和氣流等因素的約束和限制，其檢定分度n 不能大于3000。綜上所述,在確定地磅的檢定分 度數(shù)應遵循這樣一個原則：nia >n <3000 ,因此,我們在 實際工作中,面對一些用戶要求提高稱重精度的愿望,除 了做好耐心細致的解釋工作,還應嚴格執(zhí)行國家檢定規(guī) 程,對可能改變秤計量性能的器件或直接影響到秤量值 的部位加印封或鉛封(如地磅的稱重顯示儀表和 接線盒），只有這樣,才能保證地磅的可靠性,維護 公平交易的市場秩序,實實在在履行法制計量對我們工 作賦予的責任。
