型衡器砝碼現場檢定、校準方法的介紹

                                     上海實潤實業有限公司  江曉

  我們家都知道，計量檢定必須按照家計量檢定系統表行量值傳遞，在質量專業的計量器具量傳系統圖中，通常的量值傳遞方法就是利用直接比較法或者是組合比較法、借助于相應準確度的標準天平將較高準確等級的砝碼量值傳遞給較低準確等級的砝碼。處于質量專業檢定系統表的末端是對衡器量值的傳遞，常規的傳遞方法就是采用直接加砝碼法，實現對衡器量值的傳遞。對于量值傳遞，通常的要求是：檢定方法的測量不確定度不應于被檢計量器具zui允許誤差MPE的1/3。在衡器檢定中，尤其是型衡器的檢定和自動衡器的檢定，有時無法采用上述的直接加砝碼法，需要采用在質量檢定系統表中沒有的些方法。這些非常規的方法，經過理論上的分析基本上也能夠滿足其測量不確定度不于被檢衡器zui允許誤差MPE的1/3這原則要求的，并且還具有使用方便的特點，在衡器檢定實踐中具有很的生命力。下面介紹的幾種經常采用的、且行之有效的方法

、型衡器檢定的標準砝碼替代法  我們這里的型衡器是指zui秤量在幾十噸以上的衡器。在歷*，型衡器的檢定都是使用量的20kg砝碼，用人工搬運的方法步步地檢至zui秤量。由于這種方法工作量，有定的局限性，僅能實現zui秤量為20t-30t衡器的檢定。后來型衡器檢定使用了500kg -1000kg圓柱或矩形的砝碼，再配備之相應的運輸、起吊設備。通常是將起吊設備安裝在載重卡車上，構成臺檢衡車。載重卡車承擔砝碼的運輸，起吊設備負責裝卸砝碼并把砝碼放到特定的位置。起吊設備能否實現把砝碼放到特定位置，這取決于起吊設備的臂長和靈活程度。有些起吊設備完成不了將砝碼放置到衡器特定位置的任務，就得配備與之相符的輔助方法。圓柱砝碼可以用人工滾動的方式實現將其放到特定位置，而矩形砝碼就得使用電瓶叉車將其放到特定位置。我各地技術機構配備的檢衡車，般卡車的載重量不過30t，卡車自重可達20t。用這種檢衡車也只能實現zui秤量在50t左右衡器的檢定。實際上道路和交通運輸的規定也不允許卡車的載重量再，所以許多家規定汽車衡的zui秤量在60t就足夠了。但是我現在型衡器的秤量已發展至二百噸，要實現對這些衡器zui秤量的檢定是十分困難的，檢定機構又應當對衡器zui秤量行檢定，這是檢定機構的責任，這對用于貿易結算的衡器尤其重要。其方法之是配備足量的標準砝碼，由檢衡車多跑幾趟拉足砝碼實現對zui秤量的檢定，這種方法僅適用路途近的場合。由于費用較、極為不經濟，應用比較少。另種方法是配備定量的標準砝碼，再檢定現場尋找合適的“替代物”，采用標準砝碼替代法實現衡器zui秤量的檢定。 

標準砝碼替代法是對型衡器檢定時，由于準備的標準砝碼數量又達不到衡器zui秤量所需的量，就可用恒定載荷代替標準砝碼行檢定。方法是：先將檢定現場所有的標準砝碼放到被檢衡器上，檢定至需要行替代的秤量，記錄下該秤量誤差和找化整前誤差（閃變點）所用小砝碼的量，然后將標準砝碼卸下（注意不要空秤），將替代物加到衡器承載器上，并通過加減小的替代物恢復到該秤量的實際誤差，此時“閃變點”處所用小砝碼要與替代前的致。此時就可以再向衡器加上前面被替代下來的標準砝碼，行更秤量的檢定，直至所有的標準砝碼又都加到衡器上，再行砝碼替代，這樣重復替代幾次直檢至衡器的zui秤量。

  在砝碼替代過程中必然會產生定的方法誤差，而這些誤差主要是由被檢衡器重復性造成的，故標準砝碼的替代法應當對被檢衡器的重復性提出相應要求。  

  在建議R76《非自動衡器》、R134《動態公路車輛自動衡器》和我家計量檢定規程JJG555-1996《非自動秤通用檢定規程》、JJG907-2006《動態公路車輛自動衡器》都有關于標準砝碼替代法的規定，對被檢衡器的重復性也提出了相應要求。

  具體規定是：  “當被檢衡器的zui秤量于1t時，可使用其它恒定載荷替代標準砝碼，前提是至少具備1t標準砝碼，或是zui秤量50%的標準砝碼，兩者中應取其者。在以下條件下，標準砝碼的數量可以減少，而不是zui秤量的50%。  若重復性不于0.3e，可減少至zui秤量的35%。 若重復性不于0.2e，可減少至zui秤量的20%。  重復性是將約為zui秤量50%的載荷在承載器上施加三次來確定的。”  從以上規定可見，當檢定小于1t的衡器必須配備與被檢衡器zui秤量等量的標準砝碼。當檢定于1t的衡器時，才可使用標準砝碼的替代法，但是必須具備1t的標準砝碼。只“具備1t的標準砝碼”這規定要求太低了，但這是上的規定。在我有些省市為衡器的檢定質量和衡器產品的出廠質量，要求開展型衡器檢定的技術機構，必須配備所檢衡器zui秤量50%的標準砝碼。生產100t以下衡器的企業必須配備與zui秤量等量的標準砝碼，生產100t以上衡器的企業應配足100t的基礎上再加上100t以上秤量50%的標準砝碼。  

  按照建議和我檢定規程的規定，當具有標準砝碼的數量是被檢衡器zui秤量的50%時，只需要行次砝碼替代就可以檢至衡器的zui秤量。當被檢衡器重復性不于0.3e時，允許具有35%zui秤量的標準砝碼就可以行檢定，新的R76建議將該“35%zui秤量”改為“zui秤量的1/3”，這改變沒有質的變化，此時需要行二次砝碼的替代才能檢至衡器的zui秤量。當被檢衡器的重復性不于0.2e時，允許只具有20%zui秤量的標準砝碼就可以行檢定，就需要行四次砝碼的替代才能檢至衡器的zui秤量。

    衡器的重復性應當是在50%zui秤量行的，有人說，既然能在50%zui秤量處行重復性，就不需要在35%zui秤量和20%zui秤量處行砝碼替代了。要注意此處的重復性是使用恒定載荷行的，不是標準砝碼。 
砝碼替代時，使用的替代物（恒定載荷）可以是在檢定前事先運到現場，也可以在現場臨時找稱重科技 2008·青島   些質量穩定的載荷。運到檢定現場的替代物可以是檢衡車和其它車身比較短的車輛。在檢定現場臨時找的替代物可以是些質量穩定的載荷，例如鋼板、型材等。外有些技術機構把裝滿水的水罐作為替代物，這種替代物要求在檢定現場具有高速注水設施。  下面分析下標準砝碼替代法是否能夠滿足測量不確定度不于被檢衡器zui允許誤差MPE 1/3的要求。為了方便以臺常見的SCS-60型型汽車衡為例行分析，SCS-60型汽車衡的zui秤量Max＝60t,分度值e＝d＝20kg,分度數n＝3000。  若衡器的重復性為0.3e，要求具有21t標準砝碼，是衡器zui秤量的35%，需要二次砝碼的替代才能完成對衡器zui秤量的檢定。那么*次砝碼的替代應該在21t秤量處行，衡器此秤量的zui允許誤差MPE為1.0e，那么替代誤差δ就等于衡器的重復性（0.3e） 。這樣替代誤差δ（0.3e）小于衡器zui允許誤差MPE（1.0e）的1/3。砝碼的二次替代應該在42t秤量處行，此秤量的zui允許誤差MPE為1.5e，由于是兩次砝碼的替代，替代誤差δ等于兩次衡器的重復性均方和， δ
= e ee42.0)3.0()3.0(22=+。這樣替代誤差δ（0.42e）小于衡器zui允許誤差MPE（1.5e）的 1/3。  若衡器的重復性為0.2e，要求具有標準砝碼12t、是衡器zui秤量的20%，需要四次砝碼的替代才能完成對衡器zui秤量的檢定。那么*次砝碼替代應該在12t秤量處行，此秤量的zui允許誤差MPE為1.0e，替代誤差δ就等于衡器的重復性，具體為0.2e。這樣替代誤差δ（0.2e）小于衡器zui允許誤差MPE（1.0e）1/3。二次替代是在24t秤量處，此時zui允許誤差MPE仍為1.0e，其替代誤差δ
等于 e ee28.0)2.0()2.0(22=+，也小于衡器zui允許誤差MPE（1.0e）的 1/3。三次替代是在36t秤量處，此時zui允許誤差MPE仍為1.0e，其替代誤差δ
等于 e eee34.0)2.0()2.0()2.0(222=++，也基本上滿足小于等于衡器zui允許誤差MPE（1.0e）1/3 的要求。四次替代是在48t秤量處，此時zui允許誤差MPE為1.5e，其替代誤差δ
等于 e eeee4.0)2.0()2.0()2.0()2.0(2222=+++，也能滿足小于等于衡器zui允許誤差MPE（1.5e） 1/3的要求。  但是建議和我檢定規程中，沒有在具有50%zui秤量的行標準砝碼替代對被檢衡器的重復性提出要求，嚴格意義上講此時就有可能滿足不了“不于被檢衡器zui允許誤差MPE 1/3的要求”。所以在具有50%zui秤量的標準砝碼行替代時，應當也提出對被檢衡器重復性的要求，至少應要求衡器的重復性不過0.5e。在實際檢定中的標準砝碼替代，由于受環境、人員、方法等因素的影響可能產生更的測量不確定度。因此在具有足量砝碼的情況下，盡可能減少標準砝碼替代的次數。