本文試圖從OIML R76對電子秤環(huán)境制約因素的規定入手，結合使用現場(chǎng)氣候條件的 基本概念分析與計算，充分論述了室外氣候條件下電子秤的最大檢定分度數n值不能大于3000 的理由，并呼吁我國計量監督執法部門(mén)與制造廠(chǎng)商、用戶(hù)應該共同遵循這一國際通用的計量法規。

前言

目前非自動(dòng)衡器國際標準，就是國際法制計量 組織OIML)起草的R7《非自動(dòng)衡器》國際建議，該 建議將非自動(dòng)衡器產(chǎn)品的技術(shù)條件與檢定規程作了 合并。OIMLR76國際建議實(shí)際上就是目前國際上 唯一的非自動(dòng)衡器通用產(chǎn)品標準與檢定規程。

我國國家計量檢定規程JJG 555-9《非自動(dòng)秤 通用檢定規程》與國家標準GB/T7722- 200《電子臺 案秤》，在技術(shù)內容上全面采用了國際法制計量組織 (OIML) R76國際建議。特別是檢定規程經(jīng)過(guò)近10 年全國范圍的宣貫，巳普遍被國內同行所接受并采 用。但是在規程執行中還有不少條款并沒(méi)有引起我 國計量監督執法部門(mén)與制造廠(chǎng)商、用戶(hù)的重視，例如 OIML R76在衡器的影響量和制約因素中明確規 定，一般室外條件下使用的電子秤最大檢定分讀數n 值不能大于3000。但遺憾的是，近年來(lái)我國有相當 多的電子秤產(chǎn)品，在計量監督執法部門(mén)和制造廠(chǎng)商、用 戶(hù)間的產(chǎn)品供需技術(shù)要求中，視這一規定于不顧，市 場(chǎng)上最大檢定分度數n值大于3000的產(chǎn)品比比皆 是。制造廠(chǎng)商一味迎合用戶(hù)的需要，不顧現場(chǎng)的使用 環(huán)境，互相攀比高精度，使戶(hù)外使用電子秤的最大檢定 分度數 n=4000、5000、6000、8000 甚至 10000 以上。 而相當一部分計量監督技術(shù)機構，在檢定中往往也 認同這一做法，從而造成嚴格按計量法規與標準生 產(chǎn)的電子秤沒(méi)有市場(chǎng)，而不符合此規定的產(chǎn)品卻大有市 場(chǎng)，而且近來(lái)有越演越烈之勢。筆者認為不顧使用環(huán)境 一味追求高精度的不正之風(fēng)必須止步！

1.使用環(huán)境影響量與制約因素

國 際 法 制 計 量 組 織 ( OIML) R76 國 際 建 議 在 1992年版的其它影響量和制約因素的技術(shù)要求條款中，很明確地規定：對于室外安裝又無(wú)適當抵抗 氣候條件保護措施（suitable protection against atmospheric conditions)的衡器，若其檢定分度數n相對過(guò)大，則通常滿(mǎn)足不了計量要求和技術(shù)要求。 (一般而言，n值不能超過(guò)3000。此外，對汽車(chē)衡或軌道衡，其檢定分度值應不小于10kg)。這些限制也應 適用于組合式電子秤或多范圍衡器的各個(gè)稱(chēng)量范圍， 或適用于多分度電子秤的各局部稱(chēng)量范圍。”005年 最新2CD版的OIML R76對這一問(wèn)題又作了進(jìn)一 步的說(shuō)明n值=3000僅在極為特殊的測量中能夠超 過(guò)(can only be exceeded with very special measures) ” (見(jiàn)參考文獻[1])。也就是說(shuō)，只有在特殊的建立標 準條件下或作控制衡器時(shí)，可臨時(shí)使檢定分度數n 超過(guò)3000。我國國家計量檢定規程JJG 555-9《非 自動(dòng)秤通用檢定規程》見(jiàn)參考文獻[2])與最新國家 標準GB/T7722-200《電子臺案秤》：見(jiàn)參考文獻[3J 也針對上述要求作了相應的規定。

上述規定解釋如下：

(1)戶(hù)外或半戶(hù)外使用的衡器，如無(wú)適當抵抗氣候條件的保護措施時(shí):

——對于單秤臺、單范圍、單分度衡器：最大檢 定分度數 n 值不能夠超過(guò) 3000。

—對于組合式電子秤、多范圍電子秤的各個(gè)稱(chēng)量 范圍，或多分度衡器的各局部稱(chēng)量范圍：ni值也不能 夠超過(guò) 3000。

例如：用于露天或半露天貿易市場(chǎng)的ACS-15kg 電子計價(jià)秤，無(wú)適當抵抗氣候條件的保護措施也就 是無(wú)防御刮風(fēng)、下雨，無(wú)防日曬或環(huán)境高低溫超出 產(chǎn)品允許溫度范圍）等保護措施時(shí)，n或ni值≤3000。如單分度，則e≥5g，如多分度、多范圍Max1= 6kg，Max2=15kg)，則 e1≥2g，e2≥5g。

又如：用于露天或半露天貿易市場(chǎng)的TCS-300kg 電子臺秤，無(wú)適當氣候保護措施時(shí)，n或ni值≤ 3000。如單分度，則e≥100g，如多分度、多范圍 (Max1=100kg，Max2=300kg)，則 e1≥50g，e2≥100g。

(2)汽車(chē)衡或軌道衡，除了應滿(mǎn)足上述條款n 或ni值≤3000)外，還應滿(mǎn)足其檢定分度值不小于 10kg。舉例說(shuō)明如下表1:

目前我國的汽車(chē)衡或軌道衡產(chǎn)品能夠完全按上 述要求生產(chǎn)的為數不多，特別是最大秤量40t、50t、 80t、100t的往往都按檢定分度值e=10kg，豈不知最 大檢定分度數n值分別達到了 4000、5000、8000、 10000。而最大秤量10t、20t的往往都按檢定分度值 e=5kg大大超過(guò)了第1) ( 2)條的規定。此問(wèn)題應引 起國內同行計量監督執法部門(mén)與制造廠(chǎng)商、用戶(hù)） 的足夠重視。

也許國內不少電子秤制造商會(huì )提出，現在中國是 市場(chǎng)經(jīng)濟，用戶(hù)需求是供貨商的最大目標。但是，大 家別忘了用戶(hù)需求必須要有一個(gè)前提，那就是要相 信科學(xué)規律，要符合計量法律法規。離開(kāi)了這一大 前提就談不上市場(chǎng)經(jīng)濟的用戶(hù)需求。下面本人就 OIMLR76在此條規定上的理由作出論述。

2.氣候條件的分析與計算

2.1大氣壓影響

由于地球周?chē)髿獾闹亓慷a(chǎn)生的壓強，即大 氣壓強簡(jiǎn)稱(chēng)氣壓），是氣候條件變化的重要因素之 一。其大小與高度、溫濕度等條件有關(guān)。在高山上的 大氣壓小于地面上的大氣壓，在水平方向上，大氣壓 的差異會(huì )引起空氣的流動(dòng)。大氣壓力變化會(huì )造成物 體重量的變化。因此，在OIMLR60稱(chēng)重傳感器》中 規定，當大氣壓力變化1kPa時(shí)，傳感器輸出變化不 得大于最小檢定分度值Vm；見(jiàn)參考文獻)。即使電子秤用的傳感器巳經(jīng)過(guò)大氣壓力影響試驗，使用 地點(diǎn)的溫濕度等條件的變化也會(huì )造成空氣中水汽 壓強的變化，以及大氣環(huán)流、低氣壓、低壓槽、高氣 壓、高壓脊等氣候變化，從而影響到高準確度計量。

2.2溫度影響

溫度是標志物體內部分子熱運動(dòng)平均動(dòng)能增減 的物理量。電子秤使用場(chǎng)地的溫度變化是直接導致準 確度下降的重要因素。

在最新的OIML R76- 2005： 2CD)中除了整機溫度測試外，還針對六線(xiàn)制稱(chēng)重傳感器的長(cháng)線(xiàn)溫度補償的反饋功能，要求用電纜模擬電阻器對電纜長(cháng)度 的不同，受溫度影響引起的量程變化進(jìn)行測試。對零 點(diǎn)與最大模擬）載荷之間的量程與整個(gè)衡器溫度范 圍相對應的溫度變化，可能會(huì )引起電阻的變化。對應 于最小與最大工作溫度范圍的電阻變化量ARiemp。 應用下列公式確定見(jiàn)參考文獻:

一般情況下，電子秤如無(wú)特殊要求，適用溫度范圍 都為-10°C-40°C，電子秤型式批準的溫度測試也按此 范圍進(jìn)行。對于⑩級秤，一般要求達到n=3000時(shí)的 mpe指標。但是在夏天烈日當空的露天條件下，特別 是沒(méi)有遮陽(yáng)措施的汽車(chē)衡或軌道衡產(chǎn)品的上蓋板或 鋼軌表面溫度一般要高出地面氣溫近10-30°C，例 如，當氣溫為30°C時(shí)，可測得產(chǎn)品的表面溫度達 40-60C，這與規定的使用場(chǎng)地的溫度范圍有較大的 區別。對于北方高寒地區，同樣如不采取特殊措施， -10°C的使用溫度是遠不夠的。據本人所知，目前國 內對高寒地區使用的秤臺傳感器采取加熱保護措施 的廠(chǎng)家微乎其微。在這種現場(chǎng)溫度超出了規定使用 溫度范圍的衡器又如何保證得了 n=3000準確度的 計量呢？

2.3濕度影響

濕度表示大氣干濕程度的物理量。常用絕對濕度、相對濕度來(lái)評定。

絕對濕度一單位體積空氣中所含水蒸氣的質(zhì) 量。例如，20°C空氣中水蒸氣達到飽和時(shí)，為17.3gm3。

相對濕度 空氣中實(shí)際所含水蒸氣密度（或壓強）和同溫度下飽和水蒸氣密度或壓強）的百分 比值。單位為％R.H。

通常情況下，OIML R76規定電子秤型式批準的濕 熱測試僅做20°C時(shí)50%R.H到規定高溫時(shí)85%R.H 再回到20°C時(shí)50%R.H的濕熱穩定試驗，對于⑩級 秤，一般要求達到n=3000時(shí)的mpe指標。但是實(shí)際 上，在南方的梅雨季節，電子秤現場(chǎng)的大氣濕度要遠高 出85%R.H。在廣東等省大部分南方地區的雨季實(shí) 際水蒸氣達到飽和液體和蒸氣平衡），甚至墻壁淌 水，相對濕度近100%。在這種現場(chǎng)使用的衡器如何 保證得了 n=3000準確度的計量。如果在產(chǎn)品標準 或檢定規程中，規定現場(chǎng)使用環(huán)境濕度不得大于 85%R.H或90%R.H，那么大量露天或半露天甚至室 內使用而無(wú)除濕措施的衡器將無(wú)法在高濕氣候條件 下使用。

2.4風(fēng)力影響

風(fēng)的概念在氣象上常指空氣在水平方向的流 動(dòng)。通常用風(fēng)向和風(fēng)速或風(fēng)級）表示。風(fēng)能使干冷和 暖濕氣流交換。風(fēng)能使被稱(chēng)物體移動(dòng)。因此，風(fēng)力的 大小將直接影響到露天和半露天使用衡器的計量準 確度。

風(fēng)力的大小等級是根據風(fēng)對地面物體影響程度 而定出。一般稱(chēng)蒲福Francis Beaufort)風(fēng)級”共分 18個(gè)等級?，F將部分較小的風(fēng)級列下表I見(jiàn)參考文 獻:

從上述風(fēng)級表中可看出，當風(fēng)級不低于2級時(shí)， 漁船張帆，可隨風(fēng)移動(dòng)2-3km/h。樹(shù)葉響動(dòng)，風(fēng)向標 轉動(dòng)。即可造成由小到大的稱(chēng)量誤差。當風(fēng)級不低于 6級時(shí)，就可能造成短時(shí)間內風(fēng)速強弱變化劇烈的 陣風(fēng)，甚至暴風(fēng)。風(fēng)除了水平方向移動(dòng)外，也可能從上 到下傾斜或垂直移動(dòng)，此時(shí)對秤臺的稱(chēng)重影響更大。

要了解風(fēng)力的大小，首先應討論風(fēng)壓的計算見(jiàn) 參考文獻[6])。根據伯努利方程可得出風(fēng)的動(dòng)壓公 式如下：

由式6)可知，只要巳知風(fēng)速即可求得風(fēng)壓?，F 在我們將風(fēng)級6級時(shí)最大風(fēng)速13.8m/s代入上式， 得到風(fēng)壓Wp=0.12 kN/m2)。也就是說(shuō)每平方米的迎 風(fēng)面積承受約0.12kN的風(fēng)力。

風(fēng)力大小對被稱(chēng)物稱(chēng)量誤差的影響，可用下式 表示：

現舉例一臺汽車(chē)衡或軌道衡，6級陣風(fēng)，風(fēng)向與 地面夾角為30°，風(fēng)壓Wp=0.12kN/m2，根據一般汽車(chē) 衡或軌道衡的迎風(fēng)面積假設為2m2，風(fēng)的推力即可 達到0.24kN，而對被稱(chēng)物就可產(chǎn)生0.12kN的垂直 分力，也就是說(shuō)對稱(chēng)量結果產(chǎn)生12.2kg的誤差。當 風(fēng)向與地面夾角為45°，當風(fēng)的推力還是0.24kN 時(shí)，就可對被稱(chēng)物產(chǎn)生0.17kN的垂直分力，也就是 說(shuō)對稱(chēng)量結果產(chǎn)生17.3kg的誤差。大家都知道一般 在刮風(fēng)季節，6級以上的陣風(fēng)也是很正常的，但是如 果風(fēng)力大到7-8級以上，推力增大，上述的誤差將 更大。從上述計算可以充分說(shuō)明衡器露天或半露天 使用時(shí)，由于風(fēng)力的原因，檢定分度數不能大于 3000的理由。

2.5雨雪影響

降水物——從云、霧中下降的液態(tài)如雨）或固 態(tài)水分如雪、冰雹），或近地氣層中水汽凝于物體上 的霜、露均稱(chēng)為降水物。

降水量一一在一定時(shí)段內，降落到地面上的降 水所積成的水層深度，以毫米數表示。

對于露天使用的汽車(chē)衡或軌道衡，如果在下雨 天繼續計量，即使不考慮天氣濕度的影響，也要考慮 降水物對稱(chēng)量結果產(chǎn)生的影響?，F假設一臺3.4X 18m的汽車(chē)衡，下雨時(shí)即使不考慮被稱(chēng)汽車(chē)上積水 深度造成重量的變化，單秤臺上蓋板18m長(cháng)度上假 設有1cm不平整造成的積水深度，照下式推算：

由上式8)可推算出，由于雨水而對空秤臺零點(diǎn) 產(chǎn)生153kg的稱(chēng)量誤差。

上述問(wèn)題說(shuō)明了在下雨天時(shí)，如果進(jìn)行計量將 會(huì )帶來(lái)很大的稱(chēng)量誤差?，F在一般檢定機構知道雨 天不能檢定， 但是在實(shí)際使用中又有多少用戶(hù)重視 雨天不能計量呢？

結束語(yǔ)

綜上所述，國際法制計量組織OIML R76國際 建議規定了對于室外安裝又無(wú)適當抵抗氣候條件的 保護措施的電子秤，檢定分度數n值不能夠超過(guò) 3000。從使用現場(chǎng)氣候條件的各種影響因素分析，可 得出此規定的合理性。我國目前有相當一部分電子秤生產(chǎn)企業(yè)，包括一些很有影響力的企業(yè)，依然將使用 現場(chǎng)氣候條件于不顧，片面追求衡器的高準確度，銷(xiāo) 售中在用戶(hù)面前互相攀比高準確度，而使用中不管現場(chǎng)氣候條件對電子秤的準確度影響有多少。片面認為只要一次標定達到 了高準確度，就認為該秤可以按高準確度使用。他 們往往忘記了，電子秤的準確度的評定是以使用中的 稱(chēng)量結果為依據的。不考慮環(huán)境因素，只把在理想 狀態(tài)下的稱(chēng)量結果作為電子秤稱(chēng)量依據，是站不住腳 的。大家如果感興趣的話(huà)，可以將世界上一些工業(yè) 發(fā)達國家的電子秤產(chǎn)品作測試比較，無(wú)論是地上衡、汽 車(chē)衡還是軌道衡，可靠性往往高于我國的產(chǎn)品，但是 準確度一般以滿(mǎn)足使用要求即可。

上述的論點(diǎn)與分析計算充分證明了一般室外氣 候條件下電子秤的最大檢定分讀數n值不能大于 3000的理由。在此，本人再一次呼吁我國計量監督 執法部門(mén)與制造廠(chǎng)商、用戶(hù)共同遵循這一計量法規。 刻不容緩！