第一篇：采用非砝碼標(biāo)定大型固定式電子衡器的研究

按JJG539-1997《數(shù)字指示秤》檢定規(guī)程的要求采用標(biāo)準(zhǔn)砝碼和（或）砝碼替代物檢定大型固定式電子衡器所需的標(biāo)準(zhǔn)砝碼至少為電子衡器最大秤量的50%，完成一臺100t電子汽車衡的檢定至少需要5個工作日。該方法不僅檢定工作量大、勞動強(qiáng)度高而且其運(yùn)輸砝碼成本高、耗時(shí)長、安全性差。特別是在山區(qū)由于受道路、橋梁、地形等的限制運(yùn)輸大量砝碼的安全性與運(yùn)輸成本嚴(yán)重影響了檢定規(guī)程的適用性。因此采用非砝碼檢定大型固定式電子衡器的研究迫在眉睫。

采用非砝碼檢定大型固定式電子衡器的研究

福建省計(jì)量院研制出一套切實(shí)可行的、可運(yùn)用于現(xiàn)場的自定位加卸荷測量裝置（以下簡稱“測量裝置”）以此對固定式電子衡器進(jìn)行檢定，解決以往檢定過程中存在的一系列難題。

二、測量裝置工作原理與技術(shù)指標(biāo) 1.測量裝置的組成

測量裝置是由多套載荷測量機(jī)構(gòu)、恒載荷液壓控制裝置和便攜式計(jì)算機(jī)組成的系統(tǒng)。其中載荷測量機(jī)構(gòu)包括拉力框架（由U形拉頭、拉力桿、墊塊和螺母組成）、自定位調(diào)節(jié)承壓板、液壓加載機(jī)構(gòu)、載荷測量傳感器和高精度儀表；恒載荷液壓控制裝置可控制多油路恒定荷加卸載，通過計(jì)算機(jī)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對單套載荷測量機(jī)構(gòu)獨(dú)立進(jìn)行加卸載控制，也能對任意幾套載荷測量機(jī)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行加卸載控制。圖1為采用測量裝置檢定大型固定式電子衡器的示意圖。2.工作原理

如圖1所示，檢定時(shí)，在衡器臺面各支承點(diǎn)（衡器的傳感器）上方任意位置各安裝一套載荷測量機(jī)構(gòu)，在衡器臺面下方基礎(chǔ)上預(yù)埋一個地腳拉力環(huán)，使拉力框架與地腳拉力環(huán)相連，此時(shí)對計(jì)算機(jī)輸入指令控制恒載荷液壓控制裝置，恒載荷液壓控制裝置對液壓加載機(jī)構(gòu)施加載荷，在拉力框架和地腳拉力環(huán)的作用下，液壓加載機(jī)構(gòu)中的活塞同時(shí)對載荷測量傳感器和衡器施加載荷，載荷測量傳感器通過多通道載荷測量儀，在計(jì)算機(jī)上可顯示測量裝置的單個載荷值和多個載荷值疊加的總和，衡器在衡器儀表或標(biāo)尺上顯示其載荷值，比較這兩個載荷值的差值，即為衡器的檢定點(diǎn)進(jìn)程示值誤差。同樣，恒載荷液壓控制裝置對液壓加載機(jī)構(gòu)卸

除載荷，在拉力框架和地腳拉力環(huán)的作用下，液壓加載機(jī)構(gòu)中的活塞同時(shí)對載荷測量傳感器和衡器卸除載荷，計(jì)算機(jī)上顯示的載荷值與衡器上的載荷值之差，即為衡器的檢定點(diǎn)回程示值誤差。

圖1采用測量裝置檢定大型固定式電子衡器示意

3.主要技術(shù)指標(biāo)

裝置的測量范圍為（5~200t）（單個載荷測量系統(tǒng)的測量范圍為200kg~3000kg）；質(zhì)量稱量的示值擴(kuò)展不確定度為0.02%(k=2,置信概率約為95%)；恒載荷液壓控制系統(tǒng)載荷波動性(力源穩(wěn)定度)為0.005%/30min ；裝置的自定位位置準(zhǔn)確度優(yōu)于Φ0.1mm。

三、測量裝置檢定適應(yīng)性分析 1.衡器結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性分析

采用測量裝置檢定大型固定式電子衡器時(shí)，需要在衡器臺面上安裝載荷測量系統(tǒng)，即自定位調(diào)節(jié)承壓板、液壓加載機(jī)構(gòu)、載荷測量傳感器，通過拉力框架與衡器基礎(chǔ)上方預(yù)埋的地腳拉力環(huán)相連接。通過調(diào)研，大多數(shù)30t以上的大型固定式電子衡器在各支承點(diǎn)上方都裝有與秤臺等高的可拆卸的蓋板，其中包括秤臺單元數(shù)為兩節(jié)以上的電子衡器，每兩節(jié)之間也都裝有此蓋板。

對于新安裝的電子汽車衡，安裝載荷測量系統(tǒng)時(shí)只需拆除原蓋板，在蓋板下

方的衡器基礎(chǔ)上預(yù)埋地腳拉力環(huán)（可永久重復(fù)使用）。檢定時(shí)，裝上另外加工的與原蓋板結(jié)構(gòu)相同的一套蓋板，即可滿足本方法檢定條件，當(dāng)然，也可以與衡器生產(chǎn)廠家協(xié)商，根據(jù)檢定需要適當(dāng)在秤臺的臺面上加工幾個用于安裝拉力框架的通孔（直徑為Φ150mm的圓孔或100mm×100mm的方孔），即如圖1所示的通孔1′-8′。同時(shí)加工通孔蓋板，用于衡器檢定完畢后蓋住通孔，并在安裝衡器基礎(chǔ)圖上標(biāo)注需要預(yù)埋地腳拉力環(huán)。對使用中的電子汽車衡，由于沒有預(yù)埋地腳拉力環(huán)，可通過在衡器的基礎(chǔ)上打擴(kuò)孔樁的辦法來解決。在衡器的基礎(chǔ)上打一個能承受拉力為300kN的擴(kuò)孔樁只需約1000元。如一臺臺面為3節(jié)、使用8支傳感器的100t電子汽車衡需要打8個擴(kuò)孔樁，總費(fèi)用約8000元，安裝地腳拉力環(huán)的費(fèi)用（一次性費(fèi)用，地腳拉力環(huán)可永久重復(fù)使用）與每年檢定1-2次都需至少運(yùn)輸50t的標(biāo)準(zhǔn)砝碼和尋找50t替代物費(fèi)用相比，企業(yè)是可以接受的。

總之，衡器的結(jié)構(gòu)能滿足采用測量裝置檢定的要求。2.測量裝置檢定項(xiàng)目的適應(yīng)性分析依據(jù)

JJG539-1997的要求，檢定裝置應(yīng)能分別對衡器預(yù)加荷（每次至接近最大秤量）、稱量測試、鑒別力測試、除皮稱量測試、偏載測試、重復(fù)性測試等計(jì)量性能進(jìn)行測試和檢查。

測量裝置可以通過單獨(dú)控制或同時(shí)控制多套載荷測量機(jī)構(gòu)對JJG539-1997要求的檢定載荷點(diǎn)進(jìn)行加、卸載荷，如對衡器預(yù)加荷（每次至接近最大秤量）、稱量測試、重復(fù)性測試可通過同時(shí)控制多套載荷測量機(jī)構(gòu)對衡器進(jìn)行加、卸載荷；對除皮稱量測試可以通過預(yù)載荷（皮重值）后裝置置零的方法，再控制多套載荷測量機(jī)構(gòu)對衡器進(jìn)行加、卸載荷；對偏載測試可采用單獨(dú)控制一套載荷測量機(jī)構(gòu)對衡器進(jìn)行加、卸載荷；對鑒別力測試可通過計(jì)算機(jī)軟件指令對衡器加、卸載荷時(shí)，以衡器分度值的0.1d施加載荷，檢查是否符合要求。

總之，測量裝置可滿足按JJG539-1997的要求對檢定項(xiàng)目進(jìn)行測試、檢定。

四、測量裝置檢定結(jié)果驗(yàn)證

試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證分別采用標(biāo)準(zhǔn)砝碼和測量裝置對衡器進(jìn)行檢定，比較兩種檢定結(jié)果的差異性。驗(yàn)證步驟為（1）采用標(biāo)準(zhǔn)砝碼檢定衡器；（2）采用測量裝置檢定衡器；（3）采用標(biāo)準(zhǔn)砝碼再次檢定衡器。目前，已對6t和100t兩臺固定式電子衡器進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證，其結(jié)果是一致的。兩種檢定結(jié)果的差異不影響對被

檢電子衡器的級別評估，詳見本期刊登的《砝碼法與非砝碼法檢定汽車衡的結(jié)果分析探討》一文。

五、測量裝置檢定優(yōu)點(diǎn)

本文的檢測方法是采用GB7723-2008《固定式電子衡器》中規(guī)定的第二種標(biāo)準(zhǔn)器（即獨(dú)立的輔助檢定裝置，另外兩種檢定標(biāo)準(zhǔn)器是砝碼、檢定用標(biāo)準(zhǔn)砝碼的替代）來檢定大型固定式電子衡器，該檢測方法的優(yōu)點(diǎn)如下：

1.檢定成本低

實(shí)施該檢測方法，僅需一部載重（2~3t）的小型貨車一次將所有標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備運(yùn)到目的地，僅需兩名檢定人員，所以運(yùn)輸費(fèi)、人員費(fèi)很少。

2.檢定工作量小

由于采用恒載荷液壓控制系統(tǒng)加、卸載荷，檢定時(shí)（如檢定一臺100t的電子汽車衡）無需搬動幾百甚至上千噸砝碼或替代物，檢定工作量小。

3.檢定效率高

檢定一臺100t電子汽車衡僅需2h。采用砝碼檢定時(shí)（含運(yùn)輸砝碼），一般需5個工作日，二者工作效率相差20余倍。

4.檢定和運(yùn)輸安全方便

所采用的測量裝置總重量不超過1.5t，體積小、重量輕，檢定和運(yùn)輸安全、方便。

5.檢定數(shù)據(jù)真實(shí)、可靠

六、測量裝置的經(jīng)濟(jì)和社會效益分析

該檢測方法所采用的測量裝置檢定成本低，解決了以往在檢定時(shí)需運(yùn)輸大量標(biāo)準(zhǔn)砝碼或?qū)ふ姨娲铮约斑\(yùn)輸及裝卸標(biāo)準(zhǔn)砝碼安全性差等一系列難題。與采用標(biāo)準(zhǔn)砝碼檢定相比，根據(jù)估算，平均檢定一臺大型固定式電子衡器，運(yùn)輸費(fèi)可節(jié)約5000元、人工費(fèi)可節(jié)約3000元。例如，福建省內(nèi)共有4000多臺，一年檢定2次，一年就可為福建企業(yè)節(jié)約成本6000多萬元。若實(shí)施該檢測方法，將為質(zhì)監(jiān)部門檢定大型電子汽車衡提供強(qiáng)有力的技術(shù)手段，為國內(nèi)大型衡器的生產(chǎn)質(zhì)量提供強(qiáng)有力的計(jì)量保證，也可為配合質(zhì)監(jiān)系統(tǒng)行政部門整頓國內(nèi)大型衡器的質(zhì)量秩序提供強(qiáng)有力的技術(shù)保障，具有很好的社會效益。

作者單位【福建省計(jì)量科學(xué)研究院】