硅谷杂志：大型电子汽车衡的检定方法分析与探讨 |
| 2012-07-13 10:57 作者：姚 捷 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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硅谷网7月13日消息 （原文在于《硅谷》杂志6月刊）随着我国交通运输业的不断发展，单车载重超过百吨的汽车越来越多。这样上百吨的汽车衡已经投入运行，其准确度如何，目前没有相应的检定方法。鉴于目前我国在检测大型电子衡器中存在的问题，通过在日常大型汽车衡检定工作中积累的几种检测方法和比较，提出采用叠加法和计算法解决检测中出现的一些难题，提高大型汽车衡检定的精度，满足使用单位的需要。
作者简介：
姚捷（1958-），男，安徽蚌埠人，中央电视大学电子专业专科毕业，工程师，目前就职于蚌埠市计量测试研究所，主要从事计量衡器的检定研究工作。
货物运输方式有汽车、火车、轮船和飞机，汽车运输有快速、灵活、投资小等的优点，仍是主要运输方式。随着经济的发展以及交通道路的不断完善，汽车运输的载重量有了很大的提高，目前已出现过百吨的大吨位汽车。这样上百吨的汽车衡准确度如何，目前没有相应的检定方法。因此，大型电子汽车衡的校准与检定越来越受到人们的关注。
1目前大型汽车衡的检定
大吨位汽车是近年来随着经济的发展而产生的，加之我国长期以来在计量基础建设方面的投资不足，致使许多衡器检定单位只有少量小型砝码，没有能力对大型汽车衡进行检定。少数几家衡器鉴定企业拥有一定量吨级砝码或比较稳定的替代物，检测手段相对来说比较齐备。另外，影响汽车衡检定的主要因素有两个，一个是标准器，另一个是检定时标准器的安放位置。因此，为了克服现有条件，在汽车衡的检定方面产生了许多实用的方法。
2检定和校准的概念区分
电子计量器具的检定和校准两个概念非常相似，实际工作中有很多技术人员甚至有些评审专家都存在搞混的现象。在规定条件下，确定衡器的示值与对应被测量实物或标准物已知值之间关系的一组操作，即为校准。国际计量组织对检定给出的定义是：查明和确认计量器具是否符合法定要求的程序，它包括检查、加标记和出具检定证书[1]。
实际上，衡器的校准与检定是两个完全不同的过程。首先，两个操作过程的目的不同。校准是对照操作规程评定衡器的示值误差，它是使用人员为确保量值准确而进行的一组操作，属自发性操作。检定，是衡器使用单位按照国家相关规定把衡器送到具有资质的检定部门，对其进行全面评定，它属于强制性范畴。两者有着本质的区别，既不能混淆又不能等同。
3大型汽车衡实现高准确度的条件
若要保证衡器具有较高的准确度，需要满足3个条件：首先是衡器的设计制造必须合理，然后是衡器的使用环境必须正常，再者是衡器的量值传递必须准确。其中量值传递的准确性是衡器检定的关键。
4大型汽车衡多种检定方法的分析
4.1标准砝码法
总所周知，衡器检定必须按照国家计量检定相关规定进行，标准砝码法是衡器检定最简单和最常用的方法，就是使用标准砝码检测被检衡器的全部计量性能。值得注意的是，这种方法的运用对标准砝码的误差有个要求，即误差必须小于或等于被检衡器最大允许误差的1/3，在R76《非自动衡器》国际建议中对此已有明确规定[2]。
4.2替代法
衡器在进行首次检定时，其最大秤量的称量准确度是必须要进行测试的。在以后的检定中可以不测试衡器的最大秤量值，但至少需测试至最大秤量的2/3。对于大型汽车衡来说就需几十吨，甚至上百吨的标准砝码，由于受到衡器检定资源的限制，只好采用替代法进行检定。所谓替代法，即使用其它恒定载荷替代标准砝码检测衡器的计量性能。使用替代法的前提是具备最大秤量50%的标准砝码[3]。但是，若衡器的重复性误差小于或等于0.3e，则最大量程的检测可减少到最大秤量的35%；若衡器的重复性误差小于或等于0.2e，则最大量程的检测可减少到最大秤量的20%。
所谓重复性误差，是通过接近衡器最大量程50%的载荷连续三次的示值来确定的。对于最大称量在100吨左右的衡器来说，重复性误差的检定需要较长的时间和较大的人力物力[4]。以下是重复性误差的代入公式：
若替代砝码为衡器最大称量的35%时，需要替代两次，带入公式为：
若替代砝码为衡器最大秤量的20%时，需要替代四次，代入公式为：
4.3集成式检定方法
在国际法制计量组织所制定的R61、R107和R134三个国际建议中都提到了一种检测方法，即“集成检定法”。这种方法对衡器进行检测，主要是利用衡器自身装置来确定待测物体的约定真值，表现的是衡器动态称量准确度指标。
使用集成检定法必须具备两个前提条件：一是被测衡器的静态称量准确度必须达到一定指标，并且要有一定的软件和硬件条件进行支持。二是检测对象必须是自动衡器。
4.4叠加法
20世纪80年代首次提出用叠加式标准机检测负荷传感器的工作原理和实施途径，经过近30年的不断应用与完善，叠加式标准机已在全国各传感器生产单位普遍得到使用[5]。
如果使用叠加法对衡器进行检，力源的选择与处理很重要。许多单位地使用液压千斤顶作为力源对衡器进行检定，由于各个环节在外力作用下都会发生变形，所以作用于传力系统上的力是弹性的，因此，显示器一直处于变化状态，很难说清楚测量的准确度。目前，对力源修复的装置主要有压电陶瓷装置和电-液转换伺服控制装置，但这两种控制装置造价昂贵，不适于推广使用。
为此，研究人员在试验中对叠加法进行了两点改进，一是利用机械千斤顶的自锁功能代替液压千斤顶，克服了弹性变形的影响；二是在反力架上增加三角结构克服几何变形的影响。通过以上两项措施，基本解决了力源稳定性问题，为叠加法在衡器检定中的应用奠定了基础。
4.5计算法
计算法的理论基础是：使用计算法对衡器进行检定时，第一步是检测出空载状态下输出信号值；第二步是在被测衡器上加载最大量程1/10的标准砝码，测试输出信号值；第三步是再加2个上述规格的砝码，检测输出信号值。最后，比较几次输出信号值的线性关系。
采用计算法的前提条件是生产设计单位必须提供称重传感器准确度、称重显示控制器线性指标和承载器设计刚度的计算数据。
5大型汽车衡的检测方法的比较
衡器的各种检测方法都有其自身的特点和事宜的检测范围，在此围绕大型汽车衡的检测对上述方法进行比较，为了方便确定最适的检测方法。
5.1标准砝码法
适用于小量程的衡器检定，量值传递检测效果可靠，使用成本高，不适用大型汽车衡的检测。
5.2替代法
适用于大量程的衡器检定，量值传递检测效果可靠，但测试时间长，使用成本较高，可用于大型汽车衡的检测。
5.3集成式检定方法
适用于自动衡器的检定，量值传递检测效果可靠，省时省力，使用成本较高，可用于大型汽车衡的检测。
5.4叠加法
适用于大量程的衡器检定，量值传递检测效果可靠，省时省力，使用成本低，适用于大型汽车衡的检测。
5.5计算法
适用于大量程专用衡器的检定，量值传递检测效果可靠，省时省力，使用成本低，适用于大型汽车衡的检测。
6结束语
综上所述，叠加法和计算法比较适用于大型汽车衡的检定，能够提高大型汽车衡检定的精度，满足使用单位的需要，也是目前我国大型汽车衡的主要检定方法和发展方向。
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