地磅檢測誤差實(shí)際上是反映了該產(chǎn)品的綜合性能情況,不論采用何種檢測方法,其目的是能夠如實(shí)、準確、方便、安全地得到被檢產(chǎn)品的性能。本文將近幾年來(lái)國內一些有志之士的探索方法,按照個(gè)人的理解進(jìn)行分析, 與同行們一同探索。

一、  引言

由于近年來(lái)地磅的秤量越來(lái)越大, 按照法定的方法檢定或校準成為一種很難操作的工作, 所以許多有志之士就在不斷的探索合理而有效的檢定或校準方法 。 怎么能夠準確、 方便、 安全地獲得一臺大型電子汽車(chē)衡的稱(chēng)量性能, 按照我國目前各個(gè)地方技術(shù)機構所具備的能力, 僅僅采用砝碼法是不能輕易達到目的的。

二、 檢定工作的內涵

R76-1 ?非自動(dòng)衡器?國際建議中對于稱(chēng)量性能的檢測要求:

從零點(diǎn)逐步施加試驗載荷至最大秤量(Max) , 再以相反次序逐步卸下試驗載荷至零。 測定初始固有誤差時(shí), 至少選擇1o個(gè)不同的試驗載荷,其它稱(chēng)量試驗至少選擇5個(gè)試驗載荷。選擇的試驗載荷包括最大秤量(Max), 最小秤量(Min) ,以及處于或接近最大允許誤差改變的那些載荷值。

我們從中可以清楚地看到以下幾個(gè)方面的情況。

1.檢測是從零點(diǎn)逐步開(kāi)始加載試驗載荷, 一直到最大秤量。

目的是檢査該衡器的i吳差曲線(xiàn)是否在允許-誤差帶的范圍之內, 如果發(fā)現有個(gè)別秤量值的誤差偏離了允許1吳差帶, 也可以通過(guò)稱(chēng)重指示器的線(xiàn)性修正功能進(jìn)行修正, 保證衡器的整個(gè)稱(chēng)量性能全部在允許誤差的范圍內 。

2.然后,逆順序逐步卸載試驗載荷,直至零點(diǎn)。

目的是檢查該衡器回程的誤差曲線(xiàn)(即滯后線(xiàn)性) ,是否在允許誤差帶的范圍內,如果發(fā)現有個(gè)別秤量值的誤差偏離了允許誤差帶, 也是可以通過(guò)稱(chēng)重指示器的線(xiàn)性修正功能進(jìn)行修正的 。

3.測定初始固有誤差時(shí),至少選擇10個(gè)試驗載荷。

一般在對一臺新型地磅進(jìn)行型式評價(jià)試驗時(shí), 需要選擇1o個(gè)試驗載荷進(jìn)行檢測, 目的是了解此類(lèi)新型產(chǎn)品的“初始固有誤差”的情況。只有通過(guò)定型鑒定了的地磅產(chǎn)品,在首次檢定及后續檢定時(shí),就可以只選擇5 個(gè)試驗載荷 。

4. 選擇最大允許誤差改變的載荷值 。

最大允許誤差改變的載荷值,這些點(diǎn)是一臺地磅要求比較高的、比較難的點(diǎn)。比如, 3級秤的5ooe、2000e的兩個(gè)載荷值, 500e這一點(diǎn)在允許誤差± 0.5e是相對誤差最大的; 2000e這一點(diǎn)在允許i吳差±1.0e是相對誤差最大的。 也就是說(shuō), 只要這些載荷點(diǎn)能夠在允許誤差范圍之內, 那么這臺電子衡器也就是合格的了。

當然,電子汽車(chē)衡的檢定或校準時(shí)還應該包括:置零準確度、偏載性能、除皮準確度、重復性、鑒別l明等

項目的試驗。

三、幾種檢測方法解析

1.對于由多塊結構組合承載器檢測方法

美國“NISTHandbook44”手冊中規定,對于地磅、軸重儀及組合式汽車(chē)衡偏載試驗,試驗區域應為長(cháng)度1.2m和寬度3.0m, 最大試驗載荷應満足公式: 最大載荷的比率 rx 0.9 x cLc。其中, r是任意兩個(gè)或更多相鄰軸組的距離; cLc是“集中載荷” (cLc ≥衡器的最大秤量/ (N-o.5) ) ; N是承載器的節數。

按照以上的檢測方法, 于是, 就有專(zhuān)家就想出了這樣一個(gè)思路: 汽車(chē)衡的承載力是由單節承載器決定的, 是否可以按照每一節為一個(gè)稱(chēng)量范圍分別檢定? 只要將每一節檢測合格, 就認可整臺汽車(chē)衡都符合稱(chēng)量性能了呢?

但是有關(guān)專(zhuān)家告訴我,美國“NIST Handbook44”手冊中的此項規定,是與美國聯(lián)邦公路管理局關(guān)于車(chē)輛載荷與橋果總負荷關(guān)聯(lián)的一個(gè)公式, 其目的是要求設計地磅時(shí), 必須與汽車(chē)對橋梁作用力按照集中載荷方式考慮的。所以,我們在設計地磅承載器時(shí),必須考慮承載器的剛度、強度也要按照橋梁的指標。即使相同載荷, 當軸距不同的車(chē)輛稱(chēng)量時(shí), 地磅也應該能夠保證正常使用, 而與地磅檢測方法沒(méi)有關(guān)系。

2.現場(chǎng)單獨檢測稱(chēng)重傳感器方法

最近看到一篇文章中提出的一種檢測思路。就是在汽車(chē)衝安裝現場(chǎng)將稱(chēng)重傳感器從承載器下取出, 使用一 種便攜式裝置只對稱(chēng)重傳感器進(jìn)行檢測調整, 就認為完成了該衡器的檢測 。

這種思路是一種“暗子模象”的方法,只是考慮了稱(chēng)重傳感器對衡器的影響因素,而忽視了其他裝置對稱(chēng)量性能的影響 。 與其采用這種方法, 還不如直接拿稱(chēng)重傳感器的出廠(chǎng)檢測報告看更直接。

實(shí)際上, 任何一臺電子衡器的稱(chēng)重傳感器和稱(chēng)重指示器, 都是出廠(chǎng)前通過(guò)專(zhuān)用設備對其計量性能檢測過(guò)的 。 這種在使用現場(chǎng)再使用便攜式裝置的稱(chēng)重傳感器檢測, 是沒(méi)有任何意義的工作 。

3.承載器分段檢測準確度

有這樣一種檢測方法: 是在對地磅進(jìn)行偏載試驗之后, 對于由多段結構的承載器選擇任意一段, 進(jìn)行稱(chēng)量性能的加載試驗,與檢定規程規定的加載載荷不同,僅僅只是將部分重量的砝碼進(jìn)行加載試驗,如果需要也可以再選擇一段承載器進(jìn)行檢測 。 要求在該秤量值時(shí)稱(chēng)量誤差不大于最大允許誤差 。

也就是說(shuō),對于由三段結構的承載器,只需要使用1/3Max的砝碼,對其中一段承載器進(jìn)行加載,只是檢測1/3Max 的稱(chēng)量性能。

優(yōu)點(diǎn):

(l)這種方法只采用了部分的標準石去碼,對一臺大秤量的衡器進(jìn)行了檢測,減少了砝碼的使用量。

(2)這種方法對承載器進(jìn)行了集中加載, 考核了承載器的相對變形量, 但是無(wú)法知道該地磅的整體稱(chēng)量性能。

缺點(diǎn):

(l)這種方法僅僅檢測了該汽車(chē)衡部分的量程, 無(wú)法知道大于這個(gè)量程時(shí)的性能變化情況 。

(2)實(shí)際上此種方法與第一種思路是非常相似的, 僅僅作為偏載檢測是可以考慮的方法 。4.分量程檢測性能

在一篇文章上看到這樣的一種想法:檢測工作是在對衡器使用砝碼進(jìn)行偏載試驗之后,將不知道確切重量值的載荷(大約1/3Max)加載到承載器上,從稱(chēng)重指示器得到一個(gè)重量值,再加載一組石去碼(大約1/500Max) ,觀(guān)察示值是否增加了相同的重量值;取下砝碼后再將不知道確切重量值的載荷(大約1/3Max)加載到承載器上,從稱(chēng)重指示器上又得到一個(gè)重量值,再加載一組砝碼(大約1/5ooMax) ,觀(guān)察示值是否增加了相同的重量值;依次類(lèi)推,直至到一個(gè)不確定的最大量程。

問(wèn)題:

此種方法看似加載載荷至該衡器一個(gè)不確定的量程, 得到了該衡器的一個(gè)分量程的稱(chēng)量線(xiàn)性。 而實(shí)際上, 拿一個(gè)不知道確切量值的載荷加載到衡器上, 是無(wú)法得到被測衡器實(shí)際稱(chēng)量性能的, 即使其中也用一組砝碼檢查了某一段的稱(chēng)量性能, 也僅僅是整個(gè)稱(chēng)量性能中的某一小段, 至于該衡器的整個(gè)線(xiàn)性曲線(xiàn)的走向是無(wú)法知道的。 所以也就無(wú)法得出該衡器整個(gè)稱(chēng)量性能的優(yōu)劣了 。

5.輔助檢定方法

獨立的輔助檢定方法是由力發(fā)生器(或液壓)機構、反力裝置、傳感器和測量?jì)x表等組成的用于實(shí)現對地磅施加標準載荷的単元,用于解決砝碼難于運輸;檢定工作量大、勞動(dòng)強度高、效率低;搬運大量砝碼安全性差;成本費用高;很難嚴格按照檢定規程進(jìn)行檢定等問(wèn)題。每一個(gè)標準載荷単元既可以単獨檢測,也可以組合對各個(gè)秤量值進(jìn)行遞增或遞減檢測 。

優(yōu)點(diǎn):

(1)可以快速檢測到被測衡器的最大秤量, 得到被測衡器誤差線(xiàn)性曲線(xiàn);

(2)解決了運輸大量砝碼的安全問(wèn)題和費用問(wèn)題;

(3)提高了檢測工作的芳動(dòng)效率。

缺點(diǎn):

( 1 ) 要在衡器的基礎上建立一套安裝反力裝置的機構;

(2)因為這個(gè)裝置在承載器上的是幾個(gè)集中作用點(diǎn),比使用砝碼作用于承載器上的面元只小的太多,所以對被測衡器承載器要求有足夠的強度、 剛度;

(3)標準載荷単元應該早日爭取被列入“質(zhì)量計量器具檢定系統框圖”,作為“工作計量器具”使用。

四、總結

檢測一臺地磅的稱(chēng)量性能, 實(shí)際上也是在檢測這臺衡器組成各個(gè)部分的設計、 制造、 安裝質(zhì)量。

這里以承載器結構的情況進(jìn)行分析 

這是一個(gè)中準確度等級的地磅誤差分布圖 。

其中圖中組的誤差曲線(xiàn)1是在大于2000e這一點(diǎn)后, 出現“0”的誤差, 而細誤差曲線(xiàn)2是在小于2000e 這一點(diǎn)前,出現“o”的誤差。

為什么會(huì )出現這種現象呢?經(jīng)過(guò)大量的數據積累分析,組的誤差曲線(xiàn)現象是反映該地磅承載器剛度優(yōu)于1/8oo,而細的誤差曲線(xiàn)現象是反映該汽車(chē)衡承載器剛度低于1/8oo,而且細的誤差曲線(xiàn)的曲率半徑越小,說(shuō)明該地磅承載器的剛度越低。

任何一臺地磅是由四大部分組成的:承載器、稱(chēng)重傳感器、稱(chēng)重指示器、支撐機構(基石出) ,我們在考慮地磅性能時(shí),必須考慮這些組成部分的結構和性能。任何一臺衡器都有初始固有誤差,這個(gè)初始固有誤差是衡器在性能檢測和量程穩定性檢測前所確定的誤差。 初始固有誤差的定義說(shuō)的好: 任何一臺衡器自其設計制造安裝結束之后,這臺衡器的命運就已經(jīng)確定的了。為什么要這樣講呢?因為,在設計過(guò)程中,承載器的剛度、強度都是設計所決定的,稱(chēng)重傳感器的技術(shù)指標也是設計時(shí)選擇的,稱(chēng)重指示器的參數(分度數、靈敏度、噪聲、零點(diǎn)溫度性能、量程溫度性能等)也是設計時(shí)選擇,的,而支撐機構(基礎)的質(zhì)量是由混凝土的標號、銅筋配置(或者是銅鐵框架結構)確定的;再保證制造過(guò)程中各個(gè)部分加工工藝的執行程度;安裝過(guò)程中保證質(zhì)量。 這些原始數據確定的前提下, 自然這臺衡器固有誤差也就確定了 。

所以要得到一臺地磅的稱(chēng)量性能, 必須做到以下幾點(diǎn):

1.只有檢測到該地磅的最大秤量,才能知道被測地磅的稱(chēng)量誤差曲線(xiàn)。這樣即使出現個(gè)別秤量點(diǎn)超出允許誤差要求, 也可以通過(guò)稱(chēng)重指示器的誤差修正功能進(jìn)行調整 。

2.必須有一套可以方便、安全進(jìn)行檢測的標準裝置。目前福建省計量科學(xué)研究院研制的“獨立的輔助檢定方法”,可能存在這樣那樣的一些問(wèn)題,但是它能夠方便、安全地檢測到地磅的最大秤量,能夠給予汽車(chē)衡一個(gè)基本稱(chēng)量誤差曲線(xiàn) 。

3.除了要考慮四大部件的質(zhì)量之外,制造企業(yè)也必須注意邊界條件對衡器性能影響。例如,位移邊界條件和應力邊界條件所包括的:基礎板質(zhì)量、基礎高度差、混凝土強度、混凝土充填、圧頭結構、結構剛度、承載器焊接變形、承載器連接等影響。