浅析JJG 539-2016《数字指示秤检定规程》的亮点及建议
本文对JJG 539- 2016《数字指示秤检定规程》与JJG 539- 1997《数字指示秤检定规程)新旧规程条款进行了对照和分析,整理了异同点,提出了一些意见和建议,以指 导数字指示秤的日常检定工作。
一、引言
国家质检总局计量司自2010年组建“非自动 衡器专项工作小组”后对《数字指示秤》型式评 价大纲和检定规程进行了修订,并几次易稿终于 发布了 JJG 539-2016《数字指示秤检定规程》 (以下简称“新规程”,这标志着实施了近20年 的JJG539- 1997《数字指示秤检定规程》(以下简 称“原规程”终于完成了其使命,退出历史了舞 台。本人有幸参加了中国计量院组织的新规程宣 贯,收获颇丰,现简单谈谈自己的粗略看法。
二、编制的依据、原则和要求更加科学、严 谨和规范。
新规程制定采纳了 OIMLR76- 1 (2006E)《非自动衡器》的相关内容,在编制格式上执行了 JJF 1002-2010《国家计量检定规程编写规则》,并 以多年的大量试验数据作为基础进行编写制定, 包括七个章节和三个附录:1范围、2引用文件、 3术语和计量单位、4概述、5计量性能要求、6 通用技术要求、7计量器具控制、附录A检定记录 格式,附录B检定证书内页格式,附录C检定结果 通知书内页格式。在计量术语方面也与JJF1001- 2011《通用计量术语及定义技术规范》相一致, 比如用“后续检定”替代了原规程的“随后检 定”;去掉了原规程的术语“首次检定”和“后续 检定”中注的部分,并将“鉴别力”修改成“鉴 别阈”;重新定义了 “使用中检查”的概念,且检 查的方式和内容与原规程有较大区别;新增了必 要的术语,如“多指示装置”、“铅封”、“多范 围秤”、“多分度秤”、“载荷”、“最大除皮效 果”和“计量单位”等,规定了秤必须使用法定 计量单位,包括千克(kg、克(g和吨(,在 国际单位制中,质量的主单位是千克,因此对质 量单位的顺序做了合理安排。与原规程相比,新 规程坚持了科学、合理、实用的原则,与目前我 国在用的绝大多数电子秤的实际工作状况相适用, 能够指导目前数字指示秤的计量检定工作。
三、编制的内容更加丰富详实,可操作性强
新规程明确了适应范围,对其法制管理要求、 计量要求、通用技术要求均做出了明确的规定, 并详细制定了检定项目、检定条件和检定方法。 明确了检定结果的判定原则,编制了计量检定使 用的记录格式,确保规程的科学性、规范性和可 操作性。
(一)增加了引用文件和概述。新增第2章 “引用文件”,加入了 2个文献,分别为JJG99 (砝 码检定规程》、JJF1181《衡器计量名词术语及定 义》;新增了第4章“概述”,对秤的概念定义作 了全方位的解释,阐明了秤的用途、原理和结构。 同时,也对数字指示秤的种类进行了细分,这是 原规程所不具备的,使检定员对秤有了更加深的 认识。将原规程第3章“计量和技术要求”改成 符合JJF 1002- 2010《国家计量检定规程编写规则》 要求的“计量性能要求”第5章节,该章节规定 了秤在称量测试、重复性、偏载、旋转、鉴别阈、 置零准确度及除皮准确度等最大允许误差及准确 度等级应满足的计量要求。在秤的等级划分中新 规程去掉了原规程中的“注:用于贸易结算的秤, 其最小检定分度数,对aD,n=1000;对dD, n=400”使秤的等级划分归于一致,不以使用场 合而有所改变;新规程对检定分度值作了更加严 格的要求,除了原规程规定的“e=d”以外,还规 定了秤不允许配备辅助指示装置,因为只有在有 辅助装置的衡器上才允许dS e< 10d,这与国际建 议R76相一致,只有1级和2级的衡器才可以配 备辅助指示装置;同时,还规定了分度值的形式 只能是“1” “2” “5”的倍数或分数形式,即以 1x 10k、2x 10k或5x 10k为形式表示的质量单位, k可以为正整数、负整数或零,不允许存在其他分 度值形式的秤;在多分度秤的附加要求中,新规 程增加了具有除皮装置的多分度秤的要求;秤的 最大允许误差中删除了原规程关于“使用中检验” 的最大允许误差是首次检定最大允许误差的两倍 这一条款,因使用中检查误差的倍数问题存在较 大异议,国家计量检定规程是为评定计量器具特 性,一般是适合于计量检定机构对计量器具进行 周期检定,而“使用中检查”更多是为了及时发 现问题,他可以由实施检查的部门来具体确定使 用中检查的允许误差要求,况且“使用中检查” 与检定有着严格的区别,检定必须出具检定合格 证或者检定结果通知书,而“使用中检查”是一 种监督性检查,其目的是为了及时发现秤的检定 标记或者检定证书是否有效,保护标记是否损坏, 检定后秤的状态是否处于良好状态,是否准确可 靠,如果合格其原证书和铅封保持不变,若不合 格则原证书和铅封失效,执行后续检定,因此没 有必要规定“使用中检查”的有关检定性能方面 的要求;在秤的检定过程中施加力的并不只有砝 码,可以用替代物(其它质量稳定的载荷)来替 代部分标准砝码,新规程统一用“载荷”来表述, 用“载荷”代替“砝码”作为鉴别阈测试,意味 着检定用标准器不一定是砝码,可以是其他形式 的稳定的载荷。最后新规程将“置零准确度”和 “除皮准确度”检定要求进行了统一,原规程没有 规定多分度值秤的置零准确度e的选取,只规定了 除皮准确度,新规程明确多分度秤都选择e=e,控 制在± 0.25e作为误差判断。
(二)增加了第6章通用技术要求。增加了 6.1 计量安全性要求,规定了生产企业应该在秤的明 显位置应注明“本秤不具备欺骗性使用的特征” 的字样。这里约束生产企业不得留有作弊的软件 端口或是采取措施杜绝一切可在自己生产秤上作 弊的可能。明确要求企业在其生产的电子秤上采 取防护措施,即增加铅封要求,取消了原规程除 了铅封外还可以施加印封的条款,并且还详细规 定了铅封的具体位置和要求,对于包括整体结构 秤的外壳,分体结构秤的称重指示器和接线盒应 采取防护措施,对直接影响到称量值的部位应加 铅封,铅封的直径至少为5mm,禁止任何不破坏 铅封就能对秤进行与计量性能有关的参数调整。 此外,还对检定机构提出了要求,需要加封检定 机构的铅封,在检定完秤之后,将生产企业的铅 封改为检定机构的铅封,这样不仅可以有效预防 作弊,而且随后很容易分辨是首次检定还是后续 检定的秤;新增了 6.2.1带有计价功能的秤不允许 安装扩展显示装置的要求,规定了电子计价秤等 具有直接参与公众贸易结算的衡器不允许配备扩 展显示装置,以保证贸易的公正和透明;增加了 6.2.2装有扩展显示装置的秤的要求,扩展显示装置主要是根据手动指令,能把衡器的实际分度值 (d暂时转变为小于检定分度值?的指示装置, 此外,还规定了扩展显示装置应该有明示的按键 或位置,其实际分度值d不能大于0.2e,一般是 0.1e或者0.2e,在扩展显示期间,或在发出手动指 令后的5s内,均不得打印;新增了 6.4计量法制 标志和计量器具标识要求,规定了电子秤必须具 备的标志和标识,新规程将电子秤的标志及标识 分为计量法制标志和计量器具标识两种,与原规 程相比更加具体、更加完善。明确将其标注在秤 的明显易见位置,并应标识在永久固定于秤体的 铭牌上,或在秤自身不可拆卸的部分上;还新增 了由不同制造商生产的称重指示器和称重传感器 组成的秤,则每个独立单元应有各自的说明性标 识;将原规程中强制必备标志和必要时可备标志 都纳入为必备标志,且内容更加细化,删除了 “商标”的要求,增加了 “检定分度数”要求外还 增加了限制使用场合的特殊说明:若n>3000时, 应注明“不允许室外使用”,因电子衡器的误差受 大气压的影响、温度的影响、湿度的影响、风力 的影响和雨雪的影响较大,为了与国际建议R76 相一致,规定了对于室外安装又无适当抵抗气候 条件的保护措施的衡器,检定分度值n值不能超 过3000;还增加了 “与起重机配合工作的吊秤还 应标识其工作级别”的要求,起重机通过起升和 移动载荷(起重机所负荷及吊运的重物质量)应 在其名义起重量以内得以实现物料吊装作业,但 在不同场合使用的起重机其工作任务差别很大, 即其预期寿命、工作要求、起吊荷重、承受载荷、 总工作循环数与总工作时间等都会有很大的不同, 为经济合理地选择和安全可靠地使用起重机,必 须对其整机及组成部分进行工作级别的划分。与 起重机配合工作的吊秤应按照GB/T 3811-2008起 重机设计规范标识其工作级别。
(三)在原规程要求检定用的标准砝码误差应 不大于秤相应秤量最大允许误差的1/3的基础上, 增加了标准砝码的数量以及配套附加砝码的数量 应能满足秤的检定要求;新规程取消了 JJG 539- 1997中要求在被测秤的最大秤量大于1t时可以使 用其它恒定载荷替代标准砝码,前提是至少具备 It标准砝码,或是最大秤量50%的标准砝码,两 者中应取其大者的限制,避免了与其后的内容 “如果重复性不大于0.3e,使用的标准砝码可以减 少到最大秤量的1/3;如果重复性不大于0.2e,使 用的标准砝码可以减少到最大秤量的1/5。产生 矛盾。去掉了原规程中“重复性误差”中的“误 差” 二字,更正为“重复性”,“重复性”是不存 在误差的,因为JJF 100-2011中关于重复性是指 在一组重复性测量条件下的测量精密度,并且R76 中重复性是指同一载荷多次称量结果之间的差值; 将原规程中“重复性误差是将约为50%最大秤量 的砝码,在承载器上施加3次来确定的。,’改为 “重复性是用约为最大秤量1/2的载荷(砝码或任 意其他质量稳定的载荷)在承载器上施加3次来 确定。”;新增了检定条件,增加了对温度和供电 电源的要求;根据JJF 1002的编写规则要求,增 加了检定项目一览表,规定了秤的检定项目,对 于后续检定,在JJG 539- 1997第6.1条规定“随 后检定,应进行5.1款和5.2款的检查与测试。其 中称量测试可根据实际使用情况,如果不测试至 最大秤量,至少测试至2/3最大秤量;除皮称量测 试只进行一个皮重量的测试;重复性测试只进行 约50最大秤量的测试。新规程首次检定和后续 检定项目一致,主要考虑到:后续检定是在首次 检定后的一种检定,包括强制周期检定和修理后 检定。修理后检定的秤应该进行全项目的检定; 为了保证秤的计量性能,新增了检定前开机预热 项目,从而使秤的内部电子器件加热稳定平衡, 电路中的电容电感达到稳态,秤能够显示稳定; 为保证后一个检定项目不受前一个项目干扰,在 每项检定完成后,应有足够的恢复时间,再进行 下一项检定,以使各个部件在试验中产生的弹性 形变等影响得以恢复;新增了零点跟踪装置检查 的要求,提供了零点跟踪的检查方法;新增了具 有扩展指示装置电子秤的误差计算方法,允许具 有扩展显示装置的秤(实际分度值d不大于0.2d, 使用装置来确定误差,但必须在检定证书中注明。 对于不具备扩展显示装置的秤,应利用闪变点法 确定其化整前的示值,其检查方法与原规程无较 大改变,只是将原规程公式中Am和m用AL和L 代替,更加科学规范,因为检定允许砝码替代, 因此标准器不仅只有砝码一种,其他质量稳定的载荷(Load也是允许的,因此改成L (Load表
示;新规程明确了吊秤称量测试施加载荷的方法 以及称量测试中不允许出现空载的情况,必须保 留10e的载荷。取消了原规程中50%最大秤量点 的测试;新增了检定时零点跟踪装置的相关要求; 原规程要求首次检定至少对应2个不同皮重量进 行除皮称量测试,对皮重值未做要求,新规程简 化了检定方法,只要求对1个皮重量进行除皮称量测试,并确定了扣除皮重值的选取;新规程对重复性检定使用的载荷做了简化,原规程 规定重复性要在约50%最大秤量和接近最大秤量 进行两组检定,每组至少重复检定3次,新规程 规定只进行约50%最大秤量的检定,并且对于重 复性的计算公式也做了一定的修改,将原规程中 用P—Pmn修改为E^Emax — Emn,其计算结果是一 致的,新规程主要考虑到每次检定的示值误差应 符合该载荷对应最大允许误差要求。
四、存在的问题及建议
(一)新旧规程检定的过渡问题。一是新规程 6.1计量的安全性条款中规定:秤不应具有易于做 欺骗性使用的特性。在其明显易见位置应注明 “本秤不具备欺骗性使用的特征”的字样。而现在 检定的秤都是在新规程出来之前的“老秤”,都是 按照原规程要求生产的,这些秤都没有“本秤不 具备欺骗性使用的特征”这个自我声明,那么如 何处理? 二是经检定合格后必须加检定机构的铅 封,铅封不能破坏和拆下,铅封破坏后,合格即 失效。然而原来很多“老秤”没有铅封,只有印 封,原规程是允许贴印封的,即没有预留铅封口, 新规程规定检定合格后必须加检定机构的铅封, 那么对于原来只留有印封口而没有铅封口的秤, 是按照原规程判定合格还是按照新规程判定不合 格,又如何加检定机构的铅封?目前新修订的仅 仅是检定规程,而国家标准GB/T 7722- 2005 《电子台案秤》和〈数字指示秤型式评价大纲》并 没有新修订,仍属于有效使用,其中印封、铅封 均可,厂家是按照国标和型式评价大纲生产的, 这给数字指示秤造成了双重标准,建议计量行政 部门出台相应政策进行平稳过渡。
(二)关于铅封的另一个安全问题。新规程要 求检定合格后加检定机构的铅封,这里有一个安 全风险,就是如果检定的秤具有作弊功能,而作 为技术机构没有发现(没有发现的原因众多,比 如作弊程序多样化,无法一一穷尽作弊方法、检 定规程没有规定查作弊、缺乏查作弊的统一标准 等而检定时其他测试项目都合格,那么加上检 定机构的铅封后实际就是把非法作弊的状态也封 起来了,相反“保护” 了作弊状态,这会适得其 反,一旦发现会被嗤之以鼻,加之现在按钮作弊、 遥控作弊、密码作弊等其他作弊方法日新月异, 只加如此简单“铅封”显得有点微不足道,苍白 无力。
(三)关于最小秤量Min问题。最小秤量是一 台衡器保证称量结果不产生过大的相对误差的一 个最小秤量值。一台衡器应该将“最小秤量”的 值确定为多大是我们现实工作中对于每台衡器应 该重视的问题,因为目前很多衡器使用单位在选 择衡器时只考虑节约采购成本,尽可能地减少衡 器的采购数量,能使用一台衡器称量本单位的进 出货物的,绝对不愿意采购两台不同秤量的衡器。 建议将新规程表1中的“最小秤量Min”中增加 “下限” 二字,在首次检定时,使用单位应该确定 好最小秤量,这个最小秤量可以是“下限” 20e, 也可以是500e,甚至是其他更大的范围。
(四)关于重复性的一些建议。根据JJF1001- 2011《通用计量术语及定义》5.13测量重复性 (简称“重复性’),是指在一组重复性测量条件下 的测量精密度。而在《二级注册计量师基础知识 及专业实务》教材(第4版)183页中相关描述为 “重复性是用实验室标准偏差表征的”,几种常用 的实验室标准偏差的估计方法有“贝塞尔公式 法”、“极差法”和“较差法”,用“贝塞尔公式 法” 一般要求测量次数10次以上,而新规程为测 量3次,适用于教材中所述的“极差法”,该法是 从有限次独立重复测量的一列测得值中找出最大 值xmx和最小值^*,得到极差R=xmx- ^*;根据测 量次数查极差系数表得到极差系数Cn,得到估计 的标准偏差s(x)= (xmx-xm)/Cn。而新规程7.5.10中 重复性是用 50%最大秤量的载荷进行一组测试, 在承载器上进行3次称量,直接将用化整前误差的最大值减去最小值进行计算,即E^Emx-Emn, 没有除以极差系统,看似极差法而又有别于极差 法,虽然没有错,存在合理性,但这与《通用计 量术语及定义》、《十量标准考核规范》以及〈〈注 册计量师》教材中所述传统的“重复性”的计算 方式有不一致的地方,有很多新修订的规程都己 经改成了最大值减去最小值后除以极差系数的极 差法求重复性,比如JJG443-2015《燃油加油机》
7.4.3 重复性 En= Evmax'Evmn
dn
式中:E。——重复性,%;
Ev腿、Evmn 分别为规定流量下的示
值误差最大值和最小值, %;
dn——极差系数;3次测量dn取1.69。
因此,建议修改重复性的计算方法。
(五)新规程6.4.1计量法制标志内容中,加入 了 “b)检定合格标志”要求,该条款体现了秤的 法制管理要求,但这里所指的“检定合格标志” 含义需要明确,是单指检定机构加贴的“检定合 格标志”呢还是还包括生产企业出厂检验的“检 定合格标志”,如果单指检定机构的,那么在开展 首次检定时是没有这个“检定合格标志”的,因 此该条款中应改为“检定合格标志(适用于后续 检定和使用中检查)”。另外,电子衡器使用范围 广,使用环境复杂,比如农贸市场很多地方湿气 较重,很容易使“检定合格标志”脱落消失,因 此实施起来会存在较大的不稳定性。
(六)新规程表述中时而用“砝码”,时而用 “载荷”,希望能统一。新规程规定“当秤在其使 用地点进行检定时,可以用替代物(其它质量稳 定的载荷)来替代部分标准砝码”。在秤的检定过 程中施加力的并不只有砝码,因此在一些表述上 应尽可能的一致,而不能时而用“砝码”,时而用 “载荷”交替使用。比如在7.5.5化整误差的消除 中将公式 “(2) P=I+0.5e- △ L” 和 “(3) E=P- L=I+0.5e- ALL”,此处与原规程中 5.2.4.2 误 差计算公式 “ P=I+0.5e- △ m” 和 “ E=P- m=I+0. 5e- Am-m”比较有了明显的区别,此处的L应解 释为load,即“载荷”之意,但新规程对式中的L 释义为“载荷,kg、g或t”,却把AL释义为“附 加砝码质量,kg、g或t”,建议将其统一释义为 “载荷,kg、g或t”,以保证表述的一致性。
(七)新规程对“旋转测试”的表述前后不一 致。比如在5.7旋转一项中表述为“施加相当于最 大秤量80%的标准砝码,秤垂直起吊后在360°范 围内每旋转90°,同一载荷在不同位置的示值误差 应不超过5.4规定的秤在该载荷下最大允许误差。” 与原规程5.2.4.4旋转测试中的表述“对固定悬挂 式的秤,将80%最大秤量的砝码施加在承载器 (吊钩)上,顺时针旋转360°,每90°记录一次示 值;然后逆时针方向重复上述操作。”相比较,最 大的区别就是去掉了 “然后逆时针方向重复上述 操作”这一项,也就是说新规程没有要求逆时针 测试这一项,但在7.5.12.1中突然又出现了 “将 5.7规定的砝码施加在承载器上,顺时针转360°, 每90°记录一次示值,然后逆时针方向重复上述操 作。”这个“逆时针”的测试,前后不一致。
(八)关于扩展指示装置。新规程6.2.1规定 “带有计价功能的秤不允许安装扩展显示装置。” 某些电子秤为了便于调整误差,生产企业通常设 有特定程序,通过内置开关或键盘指令,使秤的 显示进入“内分辨状态”。有些物资仓库使用的电 子吊秤,可通过键盘指令将实际分度值转换到小 于检定分度值,利用它可以得到相对更“详细” 的参考值,新规程为了保证公平贸易的透明,带 有计价功能的秤不允许安装扩展显示装置。 但实 施起来有难度,比如说隐含的扩展指示装置不易 被发现,几乎所有的电子秤都有自己厂家的“标 定”程序,可以在某些操作下对电子秤进行标定, 如果厂家不按规定设置明示的扩展显示装置的按 钮却将其隐藏,并且将其谎称为自己的“标定” 程序,那么如何区分是扩展指示装置还是厂家的 自我标定程序,这在技术上很容易混淆。
(九)关于检定时的实际问题。一是滚动的秤, 比如行李秤,在检定过程中该类秤一直处于滚动 状态,那么在称量测试时如何放置10e的砝码而不 至于滚动到秤的边缘时出界,如何实施砝码的 “从零点起逐步施加砝码至最大秤量,并以同样方 法逆顺序将砝码逐步卸至零点。”,这个问题同样出现在偏载的测试上,滚动的秤检定成问题;二 是该规程在现场检定时难以开展,尤其是面对农 贸市场这些量大面广的电子秤,用该规程检定一 台秤至少需要半小时以上的时间,而且砝码携带 和现场环境都不切实际,因此建议出台相关政策, 保证这些检定的顺利实施。