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大型衡器檢定采用標(biāo)準(zhǔn)砝碼替代法：

衡器檢定通常是采用直接加砝碼法。但在*些實(shí)際檢定中,有時(shí)需要采取某些非常規(guī)的方法,標(biāo)準(zhǔn)砝碼的替代法就是方法*。標(biāo)準(zhǔn)砝碼的替代法即解決了檢定現(xiàn)場(chǎng)砝碼不足的問(wèn)題,又滿足了進(jìn)行量傳的要求。大家都知道,計(jì)量檢定必須按照*計(jì)量檢定系統(tǒng)表進(jìn)行量值傳遞,在質(zhì)量*的計(jì)量器具量傳系統(tǒng)圖中,常規(guī)的量值傳遞方法就是利用直接比較法或者是組合比較法、并借助于相應(yīng)*度的標(biāo)準(zhǔn)天平將較**度等級(jí)的砝碼量值傳遞給較低*等級(jí)的砝碼。處于質(zhì)量*檢定系統(tǒng)圖末端的衡器量值的傳遞,常規(guī)的傳遞方法就是采用直接加砝碼法,實(shí)現(xiàn)對(duì)衡器量值的傳遞。

對(duì)于進(jìn)行量值傳遞的方法通常要求是:該方法的測(cè)量不確定度不應(yīng)大于被檢計(jì)量器具*大允許誤差MPE的1/3。但是在衡器檢定中,尤其是大型衡器的檢定和自動(dòng)衡器的檢定,有時(shí)就無(wú)法采用上述的常規(guī)方法,就需要采用*些在質(zhì)量檢定系統(tǒng)圖中沒(méi)有規(guī)定的非常規(guī)方法,采用這些方法實(shí)現(xiàn)對(duì)衡器量值的傳遞。這些方法經(jīng)過(guò)理論上的分析,基本上是能夠滿足其測(cè)量不確定度不大于被檢衡器*大允許誤差MPE的1/3這*原則要求的,并且還具有使用方便的特點(diǎn),在衡器檢定實(shí)踐中具有很強(qiáng)的生命力。下面介紹的大型衡器檢定中標(biāo)準(zhǔn)砝碼替代法就是經(jīng)常采用的,且行之有效的方法*。

我們這里講的大型衡器是指*大秤量在幾十噸以上的衡器。在歷史上,大型衡器檢定都是使用大量的20kg砝碼,用人工搬運(yùn)的方法*步步地遞進(jìn),檢至衡器的*大秤量。這種方法是有*限的,*能實(shí)現(xiàn)*大秤量在20t左右衡器的檢定。后來(lái)大型衡器檢定又使用了500~1000kg圓柱砝碼或矩形砝碼,再配備之相應(yīng)的運(yùn)輸、起吊設(shè)備。通常是將起吊設(shè)備安裝在載重卡車上,載重卡車承擔(dān)砝碼的運(yùn)輸,起吊設(shè)備負(fù)責(zé)裝卸砝碼并把砝碼放到特定的位置,構(gòu)成*臺(tái)集運(yùn)輸和起吊雙重功能為*體的檢衡車。檢衡車的起吊設(shè)備是否能實(shí)現(xiàn)把砝碼放到特定位置,這取決于起吊設(shè)備的臂長(zhǎng)和靈活程度。有些起吊設(shè)備完成不了將砝碼放置到衡器特定位置的任務(wù),這就需要配備與之相適應(yīng)的輔助方法。若是圓柱砝碼可以采用人工滾動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)將砝碼放到特定位置,而矩形砝碼就得使用電瓶叉車將砝碼放到特定位置。我國(guó)各地地市級(jí)以上的技術(shù)機(jī)構(gòu)都配備了檢衡車,*般檢衡車的載重量不超過(guò)20多噸,卡車自重也不會(huì)超過(guò)20多噸。用這種檢衡車的方法也只能實(shí)現(xiàn)*大秤量在50t左右衡器的檢定。道路和交通運(yùn)輸?shù)囊?guī)定也不允許卡車的載重量再大,*以許多*規(guī)定汽車衡的*大秤量在60t就足夠了。但是我國(guó)現(xiàn)在大型衡器的秤量已發(fā)展至*二百噸,檢定機(jī)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)對(duì)這些衡器*大秤量(滿量程)的檢定是十分困難的,但是又必須實(shí)現(xiàn)對(duì)衡器*大秤量(滿量程)的檢定,這*點(diǎn)對(duì)用于貿(mào)易結(jié)算的衡器尤其重要,這是檢定機(jī)構(gòu)的責(zé)任。

要實(shí)現(xiàn)對(duì)這些衡器*大秤量(滿量程)的檢定,其方法*是:配備足量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼,由檢衡車多跑幾趟的方法拉足滿量砝碼實(shí)現(xiàn)對(duì)衡器*大秤量的檢定,這種方法對(duì)路途較遠(yuǎn)的檢定場(chǎng)合,費(fèi)用較大、*為不經(jīng)濟(jì)。另*種方法是配備*定量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼,在檢定現(xiàn)場(chǎng)尋找合適的“替代物”,采用標(biāo)準(zhǔn)砝碼替代法實(shí)現(xiàn)大型衡器*大秤量的檢定。標(biāo)準(zhǔn)砝碼替代法是對(duì)大型衡器檢定時(shí),由于準(zhǔn)備的標(biāo)準(zhǔn)砝碼數(shù)量達(dá)不到衡器*大秤量*需的量,可以使用其它恒定的載荷代替標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行檢定。方法是:①*先將檢定現(xiàn)場(chǎng)*具備的標(biāo)準(zhǔn)砝碼放到被檢衡器的承載器上,檢定至需要進(jìn)行替代的秤量;②記錄該秤量的誤差以及尋找該秤量的“閃變點(diǎn)”(化整前誤差)*用小砝碼的量,然后將標(biāo)準(zhǔn)砝碼卸下,注意此時(shí)不應(yīng)空秤;③將替代物加到被檢衡器的承載器上,并通過(guò)加減小的替代物使衡器該秤量恢復(fù)原有的誤差狀態(tài),尋找“閃變點(diǎn)”*用小砝碼要與上述的*致;④此時(shí)就可以再向衡器的承載器加上前面被替代下的標(biāo)準(zhǔn)砝碼,進(jìn)行該衡器較大秤量的檢定;⑤直至*有的標(biāo)準(zhǔn)砝碼又都加到衡器上,再進(jìn)行砝碼替代;⑥這樣重復(fù)幾次砝碼的替代,直至檢定到衡器的*大秤量。

在砝碼替代過(guò)程中必然會(huì)產(chǎn)生*定的方法誤差,而導(dǎo)致這些方法誤差的主要原因是由被檢衡器的重復(fù)性,故在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)砝碼的替代時(shí)就應(yīng)當(dāng)對(duì)被檢衡器的重復(fù)性提出相應(yīng)要求。在*建議R76《非自動(dòng)衡器》、R134《動(dòng)態(tài)公路車輛自動(dòng)衡器》和我國(guó)*計(jì)量檢定規(guī)程JJG555-1996《非自動(dòng)秤通用檢定規(guī)程》、JJG907-2003《動(dòng)態(tài)汽車衡(車輛總重計(jì)量)》都具有關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)砝碼替代法的規(guī)定,對(duì)被檢衡器的重復(fù)性提出了相應(yīng)要求。具體規(guī)定是:“當(dāng)被檢衡器的*大秤量大于1t時(shí),可使用其它恒定載荷替代標(biāo)準(zhǔn)砝碼,前提是至少具備1t標(biāo)準(zhǔn)砝碼,或是*大秤量50%的標(biāo)準(zhǔn)砝碼,兩者中應(yīng)取其大者。在以下條件下,標(biāo)準(zhǔn)砝碼的數(shù)量可以減少,而不是*大秤量的50%。

若重復(fù)性不大于0.3e,可減少至*大秤量的35%。若重復(fù)性不大于0.2e,可減少至*大秤量的20%。重復(fù)性是將約為*大秤量50%的載荷在承載器上施加三次來(lái)確定的。”從以上規(guī)定可見(jiàn),當(dāng)檢定小于等于1t的衡器時(shí),必須配備與被檢衡器*大秤量等量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼。當(dāng)檢定大于1t的衡器時(shí),才可以使用標(biāo)準(zhǔn)砝碼的替代法,但是必須具備1t的標(biāo)準(zhǔn)砝碼。“必須具備1t的標(biāo)準(zhǔn)砝碼”的規(guī)定,我們認(rèn)為這*要求太低了,但這是*上的規(guī)定。在我國(guó)有些省市為保證衡器的檢定質(zhì)量和衡器產(chǎn)品的出廠質(zhì)量,要求開(kāi)展大型衡器檢定的技術(shù)機(jī)構(gòu),必須配備*檢衡器*大秤量50%的標(biāo)準(zhǔn)砝碼,或者是50t的標(biāo)準(zhǔn)砝碼,兩者中應(yīng)取其大者。生產(chǎn)100t以下衡器的企業(yè)必須配備與*大秤量等量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼,生產(chǎn)100t以上衡器的企業(yè)應(yīng)配備100t的標(biāo)準(zhǔn)砝碼。按照*建議和我國(guó)檢定規(guī)程的規(guī)定,當(dāng)具有標(biāo)準(zhǔn)砝碼的數(shù)量達(dá)到被檢衡器*大秤量的50%時(shí),只需要進(jìn)行*次砝碼替代就可以檢至衡器的*大秤量,此時(shí)對(duì)被檢衡器重復(fù)性提出要求。

當(dāng)被檢衡器重復(fù)性不大于0.3e時(shí),允許具有標(biāo)準(zhǔn)砝碼的數(shù)量為35%被檢衡器*大秤量就可以進(jìn)行檢定,新的R76*建議將該“35%*大秤量”改為“*大秤量的1/3”,這*改變沒(méi)有質(zhì)的變化,此時(shí)需要進(jìn)行二次砝碼的替代才能檢至衡器的*大秤量。當(dāng)被檢衡器的重復(fù)性不大于0.2e時(shí),允許只具有標(biāo)準(zhǔn)砝碼的數(shù)量為20%被檢衡器*大秤量就可以進(jìn)行檢定,這樣就需要進(jìn)行四次砝碼的替代才能檢至衡器的*大秤量。這里*說(shuō)的重復(fù)性是指在衡器50%*大秤量進(jìn)行的,有人說(shuō),既然能夠在50%*大秤量處進(jìn)行重復(fù)性,那就不需要在35%*大秤量和20%*大秤量處進(jìn)行砝碼替代了。請(qǐng)注意此處的重復(fù)性是使用恒定載荷進(jìn)行的,不是砝碼。

在進(jìn)行砝碼替代時(shí),使用的替代物(恒定載荷)可以是在檢定前事先運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng),也可以在現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)找*些質(zhì)量穩(wěn)定的載荷。運(yùn)到檢定現(xiàn)場(chǎng)的替代物可以是檢衡車和*些車身比較短的車輛;在檢定現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)找的替代物可以是*些質(zhì)量穩(wěn)定的載荷,例如鋼板、型材等。國(guó)外有些技術(shù)機(jī)構(gòu)把裝滿水的水罐作為替代物,這種替代物要求在檢定現(xiàn)場(chǎng)具有*速注水設(shè)施。下面分析*下砝碼替代法是否能夠滿足測(cè)量不確定度不大于被檢衡器*大允許誤差MPE的1/3這*要求。為了方便以*臺(tái)常見(jiàn)的SCS-60型大型汽車衡為例進(jìn)行分析,SCS-60型汽車衡的*大秤量Max=60t,分度值e=d=20kg,分度數(shù)n=3000。若具有21t標(biāo)準(zhǔn)砝碼,這些砝碼的量是衡器*大秤量的35%,需要二次砝碼的替代才能完成對(duì)衡器*大秤量的檢定,要求衡器的重復(fù)性不超過(guò)0.3e。

那么*次砝碼的替代應(yīng)該在21t秤量處進(jìn)行,衡器此秤量的*大允許誤差MPE為1.0e,那么替代誤差δ就等于衡器的重復(fù)性(0.3e)。這樣此時(shí)的替代誤差δ(0.3e)就小于衡器*大允許誤差MPE(1.0e)的1/3。砝碼的*次替代應(yīng)該是在42t秤量處進(jìn)行,此秤量的*大允許誤差MPE為1.5e,由于是*次砝碼的替代,替代誤差δ等于兩次衡器的重復(fù)性均方和,δ=(0.3e)2+(0.3e)2!=0.42e。這樣替代誤差δ(0.42e)也小于衡器*大允許誤差MPE的1/3(0.5e)。若具有12t標(biāo)準(zhǔn)砝碼,這些砝碼的量是衡器*大秤量的20%,需要四次砝碼的替代才能完成對(duì)衡器*大秤量的檢定,要求衡器的重復(fù)性不超過(guò)0.2e。

那么*次砝碼替代應(yīng)該在12t秤量處進(jìn)行,衡器此秤量的*大允許誤差MPE為1.0e,那么替代誤差δ就等于衡器的重復(fù)性,具體為0.2e。這樣此時(shí)的替代誤差δ(0.2e)就小于衡器*大允許誤差MPE的1/3(0.33e)。*次砝碼的替代是在24t秤量處,此時(shí)*大允許誤差MPE仍為1.0e,其替代誤差δ是兩次重復(fù)性的均方和,等于(0.2e)2+(0.2e)2!=0.28e,這樣替代誤差δ仍小于衡器*大允許誤差MPE的1/3(0.33e)。第三次砝碼的替代是在36t秤量處,此時(shí)*大允許誤差MPE仍為1.0e,其替代誤差δ等于三次重復(fù)性的均方和,為(0.2e)2+(0.2e)2+(0.2e)2!=0.34e,此時(shí)替代誤差δ也基本上滿足等于衡器*大允許誤差MPE的1/3(0.33e)的要求。第四次砝碼的替代是在48t秤量處,此時(shí)*大允許誤差MPE為1.5e,其替代誤差δ等于四次重復(fù)性的均方和,為(0.2e)2+(0.2e)2+(0.2e)2+(0.2e)2!=0.4e,替代誤差δ也能滿足小于等于衡器*大允許誤差MPE的1/3(0.5e)這*要求。但是*建議和我國(guó)檢定規(guī)程在具有50%*大秤量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行替代,沒(méi)有對(duì)被檢衡器的重復(fù)性提出特殊的要求,如果按上述的計(jì)算方法此時(shí)就有可能滿足不了“不大于被檢衡器*大允許誤差MPE1/3的要求”。

*以從嚴(yán)格意義上講在具有50%*大秤量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行替代時(shí),應(yīng)當(dāng)也提出對(duì)被檢衡器重復(fù)性的要求,至少應(yīng)要求衡器的重復(fù)性不超過(guò)0.5e。標(biāo)準(zhǔn)砝碼的替代法,在*建議R107《非連續(xù)累計(jì)自動(dòng)衡器》和我國(guó)計(jì)量檢定規(guī)程JJG648-1996《非連續(xù)累計(jì)自動(dòng)衡器》中也有相應(yīng)的要求。規(guī)定是要求被檢衡器必須具有可放置標(biāo)準(zhǔn)砝碼的裝置,并按被檢衡器*大秤量的大小,要求配備*定量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼。