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淺析汽車(chē)衡稱重傳感器與地磅的檢定分度數(shù)
本人結(jié)合單位工作實(shí)際,通過(guò)對(duì)稱重傳感器的分析入手,進(jìn)步闡明確定汽車(chē)衡檢定分度數(shù)的原則和方法。
隨著我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展，日常大宗物料的 交易行為越來(lái)越多，汽車(chē)衡的運(yùn)用也越來(lái)越廣泛，用 戶對(duì)衡器精度要求也越來(lái)越高，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(dāng)?shù)靥岣叻Q量顯示的精度，結(jié)果往往弄巧成拙。本文就工作中常見(jiàn)的幾種汽車(chē)衡分度數(shù)問(wèn)題結(jié)合OIMLR6O、R76的要求進(jìn)行分析。
1.確定大分度數(shù)n max的原則和依據(jù)
根據(jù)建議的規(guī)定，衡器的小檢定分度值e表 征衡器的誤差，而大分度數(shù)nmax表征了衡器的相 對(duì)誤差，因此n max的確定，客觀上是受各種誤差因素制約的。應(yīng)該考慮的因素主要有如下方面：
(1)OIM L“非自動(dòng)衡器”建議R76規(guī)定II趿商 用秤大的允許分度數(shù)上限為nmax≤10000e;
(2)環(huán)境溫度每改變5 °C時(shí)，衡器零點(diǎn)的變化不得大于個(gè)檢定分度值e;
(3)溫度變化時(shí)，秤的靈敏度的變化不允許超過(guò)所規(guī) 定的允差;
(4)加載4小時(shí)，由蠕變起的誤差不應(yīng)超過(guò)所規(guī)定的 允差;
(5)加載半小時(shí)后，秤的零點(diǎn)與加載前的零點(diǎn)之差不 得大于0. 5e ;
(6)衡器中作為主要部位的稱重傳感器和稱重顯示 器可以允許單檢定，它們由溫度引起的誤差，不得超過(guò) 整個(gè)衡器溫度誤差的0. 5 ~ 0.7倍;
(7)由氣壓變化對(duì)零點(diǎn)的影響應(yīng)小于1e/kPa。
由此，大允許分度數(shù)nmax可以由稱重傳感器靈敏度的溫度特性、蠕變及蠕變恢復(fù)等方法來(lái)確定，同時(shí)還要 考慮氣壓、零點(diǎn)溫度、顯示器受環(huán)境因素的影響等。
2.稱重傳感器的般要求
當(dāng)系統(tǒng)的允差為1時(shí)，作為非自動(dòng)衡器主要構(gòu)成部 分之的稱重傳感器的綜合誤差般只能達(dá)到0.1的比 例成分，根據(jù)JJG669 — 2003《稱重傳感器檢定規(guī)程》，稱重傳感器分為A、B、C、D四個(gè)等，分別與OIMLR76 《非自動(dòng)衡器》中衡器的四個(gè)準(zhǔn)確度等相對(duì)應(yīng)。而目前我國(guó)電子汽車(chē)衡所使用的稱重傳感器都是C3的傳感 器，按0IMLR60、R76建議的要求，C3傳感器的 大檢定分度數(shù)nmax為3000，用于制造檢定分度數(shù)不大 于3000分度的II秤。我國(guó)JJG555— 1996《非自動(dòng)秤通用檢定規(guī)程》等效采用了 OIMLR76建議，其中對(duì) 傳感器做如下規(guī)定：
2. 1稱重傳感器的大秤量應(yīng)符合下列要求：
Emax>Q °Max °R/N
式中:Emax -稱重傳感器的大稱量;N —傳感器個(gè)數(shù);R 縮小比，考慮到對(duì)傳感器嚴(yán)格的要求R = 1; Q 修正系數(shù)。
取修正系數(shù)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稱重傳感器的大分度數(shù)
稱重傳感器的大分度數(shù)nLC應(yīng)不小于秤的檢定分 度數(shù)n: nLC≥n
稱重傳感器的小靜荷輸出恢復(fù)值DR應(yīng)滿足下述 條件：
DR<0. 5eR / N 取 R = 1，則 DR <0.5 e/ N 當(dāng)DR未知時(shí)，應(yīng)滿足條件：nLC≥Max/e
2.3稱重傳感器的小檢定分度值
由此可見(jiàn)，秤用稱重傳感器必須遵循個(gè)基本也 是主要的個(gè)原則：nLc≥n，而這正是電子衡器的計(jì) 量學(xué)原理和誤差分配原則所要求的。
3.典型案例介紹
從幾年來(lái)我市汽車(chē)衡檢定工作來(lái)看，大稱量 100噸以上的大衡越來(lái)越多，同時(shí)衡器生產(chǎn)企業(yè)將秤的 檢定分度數(shù)設(shè)置也越來(lái)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(tái)結(jié)構(gòu)、稱重顯示儀 表、稱重傳感器的選擇都會(huì)對(duì)汽車(chē)衡的整體性能產(chǎn) 生影響，就汽車(chē)衡的檢定分度數(shù)而言，檢定分度數(shù)設(shè)置的 越大，秤出現(xiàn)故障的機(jī)率就越大，以下通過(guò)舉例nLc、n 值及觀察Y值(大秤量EMAX對(duì)傳感器小檢定分度值 Vmin之比)和Z值(大稱量Emax對(duì)兩倍的小靜荷輸 出DR之比)進(jìn)步分析探討。
(1)大稱量30t的汽車(chē)衡，小分度值2kg,使用4 只20t的傳感器。故障現(xiàn)象:儀表零點(diǎn)不穩(wěn)，示值無(wú)規(guī)律 跳動(dòng)。
該秤的檢定分度數(shù)n = 15000，傳感器的大分度數(shù) nLc = 3000。
⑵大秤量為80t的衡器，小分度值10kg,使用 8只40t的傳感器，故障現(xiàn)象：開(kāi)機(jī)后零點(diǎn)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，傳感器的大分度數(shù) nLc = 3000
(3)大稱量為120t的汽車(chē)衡，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)的大分度數(shù) nLc = 3000
以上情況的汽車(chē)衡，有的是剛開(kāi)始安裝便出現(xiàn)故障， 有的是使用段時(shí)間后，稱重系統(tǒng)對(duì)外界的抗*力 減弱，秤整體計(jì)量性能下降而逐步顯現(xiàn)，通常我們只要通過(guò)更換傳感器或稱重顯示儀表，以及重新設(shè)置大檢定 分度數(shù)，這些故障現(xiàn)象便可以排除。
4.原因分析
這些汽車(chē)衡之所以會(huì)出現(xiàn)零點(diǎn)漂移示值不穩(wěn)定 甚至不回零等現(xiàn)象， 先主要的原因就是衡器的分度 數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了傳感器的大檢定分度數(shù)，無(wú)法滿足 JJG555— 1996中的規(guī)定nLC>n的基本要求。
其次，按照0IMLR60的要求，C3傳感器的Y值 應(yīng)不小于7200，Z值應(yīng)不小于3000，假設(shè)小靜載荷輸出溫度影響按0. 015 %FS/10 °C控制，則其相應(yīng)的Y值 僅能達(dá)到9300。而上述案例中，Y值有的高達(dá)20000， C3稱重傳感器難于滿足其要求，在這種情形之中，如 果同批的傳感器對(duì)零點(diǎn)溫度的影響比較致，都朝同方向變化，則會(huì)出現(xiàn)各傳感器零點(diǎn)漂移疊加的現(xiàn)象，反 之，如若秤體所使用的傳感器零點(diǎn)溫漂的方向不致，它 們之間的影響作用互相抵消，恰好使秤的零點(diǎn)示值穩(wěn)定， 這就是為什么有時(shí)通過(guò)更換新的傳感器能使零點(diǎn)保持穩(wěn)定，而原傳感器本身并沒(méi)有損壞的原因。同樣對(duì)于Z的 要求，如果同批傳感器的蠕變致性較好，都朝同方 向變化，則會(huì)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致，它 們之間的影響互相抵消，顯示數(shù)值正常穩(wěn)定。不過(guò)，這僅 是種弱平衡，易受到外界的干擾，因此也是種不穩(wěn) 定的狀態(tài)，在定條件下，還會(huì)導(dǎo)致示值不穩(wěn)定及漂移情況。
當(dāng)然，還有很多因素如濕、溫度變化、氣壓變化會(huì)對(duì) 示值產(chǎn)生影響，有時(shí)顯示儀表在投入使用段時(shí)間后，穩(wěn) 定性、可靠性下降，無(wú)法與傳感器相關(guān)計(jì)量性能相匹配，這時(shí)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(duì)稱重模塊特別是稱重顯示器發(fā)給OIML型批準(zhǔn)證書(shū)，這為衡器生產(chǎn)廠家 的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)提了更為廣闊的發(fā)展空間。而作為計(jì)量 技術(shù)機(jī)構(gòu)在檢定和維修工作中，更應(yīng)注意所選擇的稱重顯示器和稱重傳感器包括大檢定分度數(shù)在內(nèi)的各項(xiàng)性能 數(shù)據(jù)是否能夠相互兼容，才能滿足衡器的預(yù)期計(jì)量性能。
5.結(jié)束語(yǔ)
根據(jù)JJG555— 1996《<非自動(dòng)秤通用檢定規(guī)程》的規(guī)定，由于汽車(chē)衡安裝在室外，工作環(huán)境較為惡劣，受振動(dòng)、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，在確定汽車(chē)衡的檢定分度數(shù)應(yīng)遵循這樣個(gè)原則：nLC≥n≤3000，因此，我們?cè)?實(shí)際工作中，面對(duì)些用戶要求提高稱重精度的愿望，除了做好耐心細(xì)致的解釋工作，還應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行檢定規(guī) 程，對(duì)可能改變秤計(jì)量性能的器件或直接影響到秤量值 的部位加印封或鉛封(如汽車(chē)衡的稱重顯示儀表和接線盒)，只有這樣，才能保證汽車(chē)衡的可靠性，維護(hù) 公平交易的市場(chǎng)秩序，實(shí)實(shí)在在履行法制計(jì)量對(duì)我們工 作賦予的責(zé)任。