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    對汽車衡分度值問題的認識

    【摘 要】 針對國內目前對汽車衡檢定分度值和實際分度值爭議比較多的情況,本文從設計角度談一點個人的看法。任何一臺衡器的初始固有誤差,實際上是在設計過程中就已經基本確定了的,不是僅僅靠改變分度數就能提高其準確度的等級。後天(校準時)透過認真地除錯是可以提高一定的計量效能,但這是有限的。

    【關鍵詞】 汽車衡;檢定分度值;實際分度值

    一、國內現狀

    目前不論是汽車衡使用單位,還是製造單位都喜歡將汽車衡分度數說的比較大,像最大秤量為120t汽車衡的分度值定為20kg,分度數即為6000;最大秤量150t汽車衡的分度值定為20kg,分度數即為7500。那麼,為什麼會出現這種情況呢?

    1、衡器使用單位

    對於使用衡器的單位來講,有兩個指導思想:一是認為一臺衡器的分度值越小越好,特別是稱量單價比較高的物品;二是想衡器的分度值能夠儘量小一些,就可以使用大秤量的衡器稱量比較輕的物品,可以節省,不需要再購買小秤量的衡器。

    2、衡器製造銷售企業

    總想將衡器分度數的多少作為一個賣點,好像誰的產品分度數越多,其效能就越好一樣。殊不知這樣給自己的產品帶來穩定性差的隱患,只要使用現場有一點風吹草動,稱重儀表上的示值就上下變化。

    我個人認為之所以會出現以上情況,有兩種原因:一是對概念不清楚,一是處於一種私利。

    對於概念問題,就必須先來明確何為“檢定分度值”和“實際分度值”?

    檢定分度值e:用於衡器分級和檢定的,以質量單位表示的值。

    檢定分度數n:最大秤量與檢定分度值之比,即n = Max/e。

    實際分度值d:以質量單位表示的下述數值:

    ——對於模擬指示,係指相鄰兩個標尺標記所對應的值之差;

    ——對於數字指示,係指相鄰兩個示值之差。

    對於私利問題,是不瞭解產品的實質,只是看到表面的現象,不能正確掌握產品的效能特點,其目的是想鑽管理的漏洞。作為使用單位來說,往往採購者只是考慮準確度的高低,而使用者則考慮產品的長期穩定性。作為銷售人員,總是與競爭對手比拼衡器的分度數多少,而不是產品的可靠性、穩定性。

    二、標準與規程情況

    在目前我們能夠看到的,不論是國際建議,還是產品標準和檢定規程,都對汽車衡產品進行了

    嚴格而全面的規定。

    1、有關規定

    (1)衡器的檢定分度值與實際分度值相等,即e=d。

    衡器的型別 檢定分度值

    有分度衡器,無輔助指示裝置 e=d

    有分度衡器,有輔助指示裝置 e 由製造商根據3.2 和3.4.2 的要求選擇。

    但是,又規定:

    只有特種準確度級(Ⅰ)和高準確度級(Ⅱ)衡器可以配備輔助指示裝置,該裝置可以是:

    ——配遊碼的裝置;

    ——插值讀數裝置;

    ——補充顯示裝置;

    ——有微分標尺分度的指示裝置。

    換句話說,就是“中準確度級(III)”衡器只能執行e=d 的規定。

    (2)e≠d 的衡器

    從以上規定可以看出,只有特種準確度級(Ⅰ)和高準確度級(Ⅱ)的衡器,其檢定分度值e由下

    列表達式確定:

    d≤e≤10d

    e=10k kg,k是正整數、負整數或零。

    (3)其他影響量和限制

    安裝在室外的衡器,且沒有采取適當保護措施防止大氣環境影響時,如果衡器檢定分度數n 相

    對較大,通常可能無法滿足其計量要求和技術要求。

    (4)關於nLC≥n的規定

    對於每隻稱重感測器,稱重感測器的最大分度數nLC應不小於衡器的檢定分度數n:

    nLC ≥ n

    這個規定實質上就限制了衡器的分度數。也就是說,汽車衡如果採用了C3 級(3000v)的稱重

    感測器,其檢定分度數也就最多隻能為3000e。

    2、對結構的要求

    (1)應用的適用性

    衡器的結構設計應符合預期的使用目的。在剛剛釋出的GB/T7723-2008《固定式電子衡器》中,

    針對此條規定,對目前國內正常使用的,最大秤量為30t 至150t 大型衡器的承載器,提出了相對

    變形量的要求。即,新安裝後的首次檢測時,承載器最大相對變形不大於1/800。

    (2)使用的適用性

    衡器的結構應合理、堅固、耐用,以保證其使用期內的計量效能。並且,對於安裝在基礎上的

    衡器,其基礎應達到如下要求:

    1)必須滿足該衡器最大載荷時承載力要求;

    2)基礎兩端應有一條長度等於承載器一半(但不要求超過12m)、寬度等於承載器的,並與承載器保持在同一水平面的平直通道。靠近承載器兩端至少有3m以上的,應用混凝土或其它堅固材料製造,可承受與衡器承載器相等的所有載荷;地上衡通道剩餘部分的斜坡應確保便於車輛駛入。

    (3)檢定的適用性

    衡器的結構應符合測試的要求,其承載器應能使砝碼方便且絕對安全地放置其上,否則應附加支撐裝置。

    3、安全性

    衡器不應有容易做欺騙性使用的特徵。

    衡器結構應滿足在控制元件意外失效或偶然失調時,應有顯著警示,除非不可能產生易於對確切功能的干擾。

    衡器可以設定自動或半自動量程調整裝置。該裝置應安裝在衡器內部與其組成一體。被保護後,外部不可能對它產生影響。

    三、規定e=d的原因

    1、初始固有誤差

    這是一個與衡器的基本構成部分有著密切關聯的名詞。

    “初始固有誤差”是指:衡器在效能測試和量程穩定性測試前所確定的誤差。

    從“初始固有誤差”的定義可以明確看出:任何一臺衡器自其設計製造安裝結束之後,這臺衡器的命運就已經確定的了。為什麼要這樣講呢?因為,一臺衡器是由承載器、稱重感測器、稱重儀表及基礎等四大部分組成的。在設計過程中,承載器的剛度、強度都是設計所決定的,稱重感測器的技術指標也是設計時選擇的,稱重儀表的引數也是設計時選擇的,而基礎的質量是在施工製造中確定的。在這些原始資料確定的前提下,自然這臺衡器固有誤差也就確定了。

    如果一臺最大秤量為150t的汽車衡,檢定分度值為50kg,當實際分度值為20kg時,實際使用時的稱量值不可能反映真實的載荷重量,這是因為按照50kg的分度值檢定時,其反映的是50kg初始固有誤差的情況。如果這時將分度值調至20kg,在稱量時顯示的示值,不能代表該稱量載荷的實際重量值,只有按照20kg分度值進行設計、製造和安裝,才能反映實際的重量值。從下圖就可以清楚看出一臺相同秤量的汽車衡,其初始固有誤差的曲線在不同誤差帶中的情況。

    2、環境影響問題

    固有誤差:衡器在標準條件下確定的誤差。

    從固有誤差的定義可以看出:在現場一定的環境條件、電源電壓、電磁場干擾情況相對穩定時,經過精心除錯是可以改變一定的計量效能,但是不能根本改變其計量指標。所以R76-1國際建議才推薦:一般衡器的n=3000,只有採用非常特別的方法測試時,n才可以大於3000。此外,公路車輛衡和軌道衡,其檢定分度值不應小於10kg。

    我曾經於90年代初設計過一臺高準確度的衡器,作為標定質量流量計的校準裝置,其檢定分度數達到7500。其前提是:在室內溫度變化只有10℃的環境下使用,且沒有流動性氣流影響。為此,設計時從眾多0.02%級的稱重感測器中挑選重複性好的,同時挑噪聲指標最小的稱重指示器,承載器的設計剛度優於1/2000,要求安裝基礎要整體性的同時,又要足夠的承載力。最後驗收檢定時,各個稱量點的最大誤差僅有允許誤差的一半。

    四、結論

    任何一臺衡器效能主要是在設計的先天確定了的,不論是最大秤量,還是稱量準確度等級,後天在一定條件下只是可以改變區域性的部分效能。如果想要獲得一臺高準確度等級的衡器產品,只有從設計開始,直至到製造、安裝、除錯的每一個環節,都必須按照高準確度等級的標準去努力,而不是單單靠現場除錯時改變分度值大小的工作。

    同時,必須注意到高準確度等級的衡器,必須有相應準確度等級的標準砝碼進行量值傳遞。也就是講,沒有M1級的標準砝碼進行檢定,是不可能確定1/6000準確度等級衡器的。

    參考文獻

    1.R76-1《非自動衡器》(2006E)國際建議。

    2.GB/T7723-2008《固定式電子衡器》國家標準。

    3.陳日興“關於室外使用的衡器檢定分度數n不能大於3000的論述”,《稱重科技》,2006。

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