電子汽車(chē)衡zui大檢定分度數(shù)OIML建議對(duì)常用的汽車(chē)衡的分度值確定問(wèn)題做一分析。
【摘 要】 近年來(lái)，從使用我公司傳感器的一些衡器廠家反饋出的信息來(lái)看，各種電子衡器檢定分度數(shù)在不斷提高，有些已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳感器的zui大檢定分度數(shù)，這種做法是否能提高秤的精度和準(zhǔn)確度？答案是否定的。澄清認(rèn)識(shí)上的混亂、解決實(shí)踐中的困惑，本文結(jié)合OIML R60、R76。
前 言
隨著電子衡器業(yè)的不斷發(fā)展，電子衡器在市場(chǎng)上的使用越來(lái)越廣泛，其中各種地磅、汽車(chē)衡的使用也越來(lái)越多，而對(duì)衡器的要求也是越來(lái)越高，各種衡器的分辨率在不斷提高，分度數(shù)也在增大，對(duì)于一些衡器制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，通常會(huì)對(duì)用戶(hù)說(shuō)我們做的秤zui小分度值有多小，檢定分度數(shù)有多大。秤的檢定分度數(shù)很大，秤的精度、準(zhǔn)確度卻不一定就很高。本文就目前常用的汽車(chē)衡的分度值問(wèn)題做一分析。
一、概述
在近一年來(lái)，經(jīng)常收到用戶(hù)的抱怨，秤的零點(diǎn)漂移大、秤的滿(mǎn)程漂移大、示值不穩(wěn)定等現(xiàn)象出現(xiàn)的較多。并且很多現(xiàn)象在更換一只或多只傳感器后正常，而換下來(lái)的傳感器在返回工廠后進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的檢查，均未發(fā)現(xiàn)異常，針對(duì)這種現(xiàn)象，我們對(duì)照了有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了理論計(jì)算及分析，從OIML R76的角度出發(fā)，分析出現(xiàn)問(wèn)題的原因，以便衡器廠家作為參考。
目前國(guó)內(nèi)平臺(tái)秤或汽車(chē)衡所使用的傳感器一般都是C3級(jí)的傳感器，按照OIML R60建議的要求，C3級(jí)傳感器的zui大檢定分度數(shù)nmax為3000，按照OIML R76建議4.4.4誤差分配原則，C3級(jí)傳感器用于制造檢定分度數(shù)不大于3000分度的Ⅲ級(jí)秤。我國(guó)JJG555-1996《非自動(dòng)秤通用檢定規(guī)程》等效采用了OIML R76建議，其中對(duì)傳感器進(jìn)行了以下規(guī)定：
1．稱(chēng)重傳感器的zui大秤量應(yīng)符合下述要求：
Emax＞Q•Max•R/N
式中：Emax——稱(chēng)重傳感器的zui大稱(chēng)量；
N——傳感器個(gè)數(shù)；
R——縮小比；考慮到對(duì)傳感器zui嚴(yán)格的要求，取R=1；
Q——修正系數(shù)。一般Q＞1。
2．稱(chēng)重傳感器的zui大分度數(shù)
傳感器的zui大分度數(shù)nLC應(yīng)不小于秤的檢定分度數(shù)n。
nLC≥n
稱(chēng)重傳感器的zui小靜載荷輸出恢復(fù)值DR應(yīng)滿(mǎn)足下述條件：
DR≤0.5eR/N
取R＝1，則DR≤0.5e/N
當(dāng)DR未知時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足條件：nLC≥Max/e
3．稱(chēng)重傳感器的zui小檢定分度值
Vmin≤e•R/
取R=1，則Vmin≤e•/
在實(shí)際的使用中，很多廠家都忽視了nLC≥n，而這正是其中zui主要的問(wèn)題，秤的檢定分度數(shù)超過(guò)了傳感器的zui大檢定分度數(shù)，從根本上違背了秤用傳感器的計(jì)量學(xué)要求和計(jì)量中的誤差分配原則。從理論上來(lái)說(shuō)系統(tǒng)是不穩(wěn)定的，實(shí)際上組成系統(tǒng)的各部件，如傳感器、顯示器也沒(méi)有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持。下面就實(shí)際使用中的一些典型事例進(jìn)行分析說(shuō)明。
電子汽車(chē)衡,上海汽車(chē)衡,汽車(chē)衡說(shuō)明,防爆汽車(chē)衡規(guī)格,數(shù)字式汽車(chē)衡都是這么使用的？
關(guān)于汽車(chē)衡應(yīng)用實(shí)例：
根據(jù)目前市場(chǎng)衡器的使用情況，在多只傳感器進(jìn)行標(biāo)秤時(shí)，大多數(shù)廠家是將秤的檢定分度數(shù)設(shè)置在3000～6000，秤在使用過(guò)程中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題比較少，秤的分度數(shù)設(shè)置的越大，出現(xiàn)問(wèn)題的頻次就越大，在汽車(chē)衡中出現(xiàn)故障的情況舉例如下：
① zui大稱(chēng)量為15t的衡器，zui小分度值1kg，使用4只10t的傳感器。安裝后出現(xiàn)零點(diǎn)漂移，顯示數(shù)字向一個(gè)方向遞增，后來(lái)?yè)Q掉2只傳感器，解決了問(wèn)題。
該秤的檢定分度數(shù)n =15000，傳感器的zui大分度數(shù)nLC＝3000
Vmin≤e•/ ＝1kg / = 0.5kg
按Vmin為0.5kg計(jì)算，則對(duì)應(yīng)y＝Emax/ Vmin =20000
DR≤0.5e/N＝0.5×1kg /4 = 0.125kg
Z = Emax/2DR = 10000/0.25 = 40000
② zui大稱(chēng)量為60t的衡器，zui小分度值5kg，使用6只30t的傳感器。裝秤后儀表零點(diǎn)不穩(wěn)，表現(xiàn)為無(wú)規(guī)律的數(shù)字跳變，拆除1只傳感器后仍不正常，后來(lái)將6只傳感器全部更換后正常。
該秤的檢定分度數(shù)n = 12000，傳感器的zui大分度數(shù)nLC＝3000
Vmin≤e•/ ＝5kg / = 2.041kg
按Vmin為2kg計(jì)算，則對(duì)應(yīng)y＝Emax/ Vmin=15000
DR≤0.5e/N＝0.5×5kg /6 = 0.4167kg
Z = Emax/2DR = 30000/0.8333 = 36000
③ zui大稱(chēng)量為80t的衡器，zui小分度值10kg，使用8只40t的傳感器。開(kāi)機(jī)儀表顯示沒(méi)有規(guī)律的向負(fù)方向跳數(shù)，示值一直變小，更換4只傳感器后正常。
該秤的檢定分度數(shù)n = 8000，傳感器的zui大分度數(shù)nLC＝3000
Vmin≤e•/ ＝10kg / = 3.5355kg
按Vmin為3.5kg計(jì)算，則對(duì)應(yīng)y＝Emax/ Vmin=11428
DR≤0.5e/N＝0.5×10kg /8 = 0.625kg
Z = Emax/2DR = 30000/1.25 = 24000
④ zui大稱(chēng)量為120t的衡器，zui小分度值20kg，使用10只40t的傳感器。秤體在進(jìn)行60t標(biāo)定后不回零，更換2只傳感器后正常。
該秤的檢定分度數(shù)n = 6000，傳感器的zui大分度數(shù)nLC＝3000
Vmin≤e•/ ＝20kg / = 6.325kg
按Vmin為6kg計(jì)算，則對(duì)應(yīng)y＝Emax/ Vmin =6667
DR≤0.5e/N＝0.5×20kg /10 = 1kg
Z = Emax/2DR = 40000/2 = 20000
三、原因分析
對(duì)于以上的秤體的組成，所有秤臺(tái)的zui小檢定分度值都已超過(guò)了3000分度，而這些衡器的質(zhì)量都出現(xiàn)了不同的質(zhì)量問(wèn)題，零點(diǎn)漂移、滿(mǎn)量程漂移，示值不穩(wěn)定等現(xiàn)象。產(chǎn)生這些問(wèn)題的原因又是什么呢？
首先，衡器的分度數(shù)過(guò)高，超過(guò)了傳感器的zui大檢定分度數(shù)，甚至已是傳感器分度數(shù)的2～5倍，按照JJG-555-1996中的規(guī)定nLC≥n，但這些秤臺(tái)均不能滿(mǎn)足這一條的要求。
其次，是由于傳感器y值、z值不能滿(mǎn)足使用的要求，按照OIML R60的要求，C3級(jí)傳感器的y值應(yīng)不小于7200，z值應(yīng)不小于3000，假設(shè)ZTC指標(biāo)按0.015%FS/10℃控制，則對(duì)應(yīng)的y值僅能達(dá)到9300，而對(duì)于以上出現(xiàn)的問(wèn)題，y值大部分大于10000，對(duì)于這種使用情況，如果同一批的傳感器對(duì)零點(diǎn)溫度的影響比較一致，都朝同一方向變化，則會(huì)出現(xiàn)各傳感器零點(diǎn)漂移疊加的現(xiàn)象。偶爾出現(xiàn)的秤臺(tái)穩(wěn)定的現(xiàn)象只能說(shuō)明此秤體選用的傳感器零點(diǎn)溫漂的方向不一致，存在互相抵消的現(xiàn)象，所以秤臺(tái)的零點(diǎn)穩(wěn)定了，但這只是一種巧合。某些秤臺(tái)在進(jìn)行更換一只或多只傳感器后出現(xiàn)了穩(wěn)定的現(xiàn)象，只是湊成這種偶然的巧合現(xiàn)象，有些秤臺(tái)可能更換1只傳感器就能滿(mǎn)足巧合現(xiàn)象，而有時(shí)則更換幾只傳感器后才能保證示值的穩(wěn)定。以上的示例中，y值等于20000、15000的兩種現(xiàn)象就是典型的y值不能滿(mǎn)足要求所致。當(dāng)然對(duì)于汽車(chē)衡所使用的傳感器，由于在傳感器制造過(guò)程中，所使用的應(yīng)變計(jì)兩兩對(duì)稱(chēng)，傳感器中零點(diǎn)自補(bǔ)償?shù)谋壤^大，y值相對(duì)較大，對(duì)于零點(diǎn)滿(mǎn)足要求的也較多，但對(duì)于其它性能就不一定能保證。
對(duì)于z值的要求，如果傳感器生產(chǎn)廠家的工藝控制中，傳感器的蠕變一致性較好，則組秤后各傳感器的蠕變也會(huì)是一個(gè)疊加的過(guò)程，會(huì)出現(xiàn)儀表滿(mǎn)程不穩(wěn)、加載后不回零的現(xiàn)象。一種偶然的情況就是各傳感器的蠕變方向不同，存在相互抵消的現(xiàn)象，蠕變和回零顯示正常。但這是一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，在不同的試驗(yàn)條件下，很難獲得一致性的結(jié)果，或者說(shuō)外界因素的影響都會(huì)導(dǎo)致示值的不穩(wěn)定及漂移現(xiàn)象。
以上對(duì)傳感器y值、z值的分析沒(méi)有考慮溫度變化對(duì)儀表的影響，對(duì)于外界溫度有變化，明確的說(shuō)，就是早晨和晚上、夏天和冬天對(duì)高分辨儀表的示值肯定會(huì)有影響，甚至連外界吹風(fēng)也會(huì)引起示值的變化。在現(xiàn)在市售的國(guó)產(chǎn)衡器儀表中，還未有通過(guò)OIML認(rèn)證的高分辨儀表款式（Ⅲ級(jí)3000分度的儀表通過(guò)OIML認(rèn)證的也不多見(jiàn)），實(shí)際上，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有形成支持高分辨秤用傳感器及儀表產(chǎn)品市場(chǎng)。
對(duì)于由多只傳感器組成的秤，考慮到過(guò)載能力，一般秤的總量程僅為傳感器總量程的1/5~1/2，傳感器的zui大檢定分度數(shù)實(shí)際上已經(jīng)按比例縮小了，對(duì)于單只傳感器組成的秤來(lái)說(shuō)，秤的額定載荷僅是傳感器額定量程的一部分，比如說(shuō)1/2量程，已經(jīng)對(duì)傳感器提出了大于3000分度的要求，而各種信號(hào)噪聲相對(duì)不變，隨著時(shí)間漂移，每個(gè)傳感器受外界影響的敏感度增加，傳感器受外界干擾信號(hào)、環(huán)境因素的影響則會(huì)更大。
結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)以上的分析，對(duì)于使用C3級(jí)傳感器組秤的用戶(hù)，所使用的檢定分度數(shù)不應(yīng)超過(guò)3000，分度數(shù)過(guò)高則會(huì)引起秤的不穩(wěn)定、不可靠，有些衡器生產(chǎn)廠片面的認(rèn)為只要有一次偶然的標(biāo)定做成了高準(zhǔn)確度，就認(rèn)為可以按高準(zhǔn)確度的目標(biāo)組秤了，但卻忽視了這種現(xiàn)象只是偶然的巧合，以這種方式組成的秤不穩(wěn)定、不可靠是必然的。真正的評(píng)定準(zhǔn)則應(yīng)該以可靠性為準(zhǔn)則，考慮秤的實(shí)際使用情況，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、建議的有關(guān)規(guī)定來(lái)進(jìn)行。
強(qiáng)烈呼吁各衡器廠家、傳感器及儀表生產(chǎn)廠商、各基層計(jì)量監(jiān)督執(zhí)法部門(mén)、用戶(hù)能共同遵守國(guó)家行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)量法規(guī)的要求；誠(chéng)實(shí)、信用，依法生產(chǎn)、計(jì)量和鑒定，為社會(huì)提供準(zhǔn)確和可靠的計(jì)量產(chǎn)品。為祖國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
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