对地磅试验中的“恢复”要求的理解
地磅试验中如何理解“恢复”这个概念,一直是困扰不少人的问题,本文是 根据本人多年来的经验和实践,从恢复的机理、操作、意义等方面进行介绍。
引言
在JJG555-96《非自动秤通用检定规程》制 定之前,我国的国家标准和计量检定规程中,都 没有提到“每项试验后,在进行下一项试验前, 应允许地磅充分恢复”的要求。在JJG555的温度 性能试验循序图中,非常明确的给出了每个阶段 试验中需要做到的各项工作.
自从JJG 555检定规程在引进了 “恢复”这个概念之后,实际上在衡器检定过程中,不论是 机械地磅还是电子地磅,检定人员没有执行过此 项要求。究其原因,有以下几个方面:一是,在 JJG 539-97《数字指示秤》检定规程中,没有进 行要求;二是,不知恢复的机理,不知如何操 作,没有认识到恢复在试验中的意义。所以,在 JJG 539-2016《数字指示秤》修订时增加了这个 要求。
2.恢复的机理
2.1结构的变形
地磅是用于称量载荷准确度的一种计量器具, 在称量过程中必然是将载荷至于其承载器上,对 于电子衡器来讲,还需将作用力传递到称重传感 器上,这样势必使承载器和称重传感器等结构产 生形变。在承受较大的载荷卸载后,结构不能及 时恢复到原来的状况,对于衡器来讲,就是不能 回到“零点”。而且结构的刚度越弱,恢复的时间 越长。所以我们在2008年对GB/T 7723-2008《固 定式电子衡器》国家标准进行修订时,对汽车衡 的承载器提出了刚度的要求,并针对其变形量提 出了相对应的测试方法。
2.2蠕变或滞后
在前面曾经讲到,蠕变是一种“时间影响 量”,而滞后又是与结构的刚度有关。
滞后:由于施加载荷的方向咖载或卸载 不同,地磅或称重传感器对同一载荷给出不同响 应值的特性。
蠕变:固体材料在保持应力不变的条件下, 应变随时间延长而增加的现象。对于一定类型的 地磅(电子秤和弹簧秤或称重传感器,因长时 间加载后引起的、在没有增加载荷时存在的一个 额外的形变或输出变化的过程。或者是放置一个 载荷到承载器上之后马上读取的称量值,与该载 荷持续保持在承载器上一段时间之后读取的称量 值之差。
3.操作方法
在检定规程中仅仅告诉我们“每项试验后, 在进行下一项试验前,应允许衡器充分恢复”。一 是,没有给出这个“充分恢复”的定量值;二是, 这个“每项试验后,在进行下一项试验前”是否必须?
3.1 充分恢复
如何理解“充分恢复”这个概念?
如前所述,蠕变所产生的应变随时间延长而 增加的现象,在对一台衡器(特别是大型地磅进行加载和卸载时,由于加卸载的方法不同,所 采用的标准器的不同,标准器的数量不同等因素, 那么蠕变的应变量也就不同,而卸载后要使得这 个应变量消失的时间也就不同。
承载器和称重传感器这些结构的刚度不同, 也是影响“充分恢复”的一个重要因素。相对来 讲1/800刚度的,就比1/600刚度的承载器,卸载 后恢复的时间就短,采用40CrNiMA制作的称重 传感器,就比40Cr制作的刚度要恢复时间短这 里必须注意热处理方法的影响问题。
3.2每一项检测前是否必须恢复
这个问题就要看此台衡器的结构情况,如前 所述的承载器、称重传感器刚度都比较好,采用 了比较大的标准器,而且有比较方便加卸载方法 时,对于偏载试验等项目检定结束后,不一定需 要恢复就可以进行下一项的检定工作。而对数字 指示轨道衡检定时,由于其有非常方便的检衡车, 可以一次快捷对轨道衡进行加卸载标准器,哪怕 是最大秤量的载荷,所以在进行下一项试验前, 基本可以不考虑恢复时间的问题。
但是,如果没有足够的标准器时,不得已采 用替代法对大型衡器进行检测时,由于替代法检 测时需要的时间比较多。所以每一项检测后,接 下一项检测前,必须允许被检衡器有充分的恢复 时间。
3.3恢复时间
由于地磅结构本身存在着不同,其刚度、强 度就必然不同,这样承载器在承受载荷后再卸去, 结构变形所产生的滞后性能也必然不同,从计量 性能上反映出的指标也就不同。所以,这个“恢 复时间”也就不能一概而论地规定统一的指标。
建议在型式评价试验时,原则上采用一项试 验结束后,下一项试验开始前,恢复时间应该为 上一项试验所用时间的一半左右。
建议在进行检定试验时,应该视现场的检定 条件,由检定人员与制造企业的安装人员协商确 定.
4.恢复的意义
在目前我国众多制造企业生产的地磅产品中, 许多产品的结构不一定能够保证有足够的刚度; 在许多地方对大型地磅产品检定过程中,也不具 备方便快捷的试验装备。所以,不可避免地会出 现一些地磅由于没有采用“充分恢复”而出现不 合格的产品。
例如,一次在进行市场调研时,正好遇到在 使用单位现场检定一台80t的地磅,所采用的检 定标准器是每个重量为20kg的小砝码,检定人员 依次按照规程检测称量性能,当80t的砝码全部加 载在承载器后,使用单位邀请检定和服务人员去 吃饭,我发现后马上与服务人员商量,要求他们 将全部砝码卸载后再去。因为如果在2个小时吃 完饭后,再递减检测几个秤量点的称量性能,卸 载结束80t砝码后,检定人员如果不能让承载器恢 复足够的时间,就有可能卸载后的地磅零点不能回到± 0.5e范围内,那么产品就不合格了.
5.结束语
“恢复”与“预加载”都是地磅检定过程中, 不可忽视的两个操作过程,甚至可以影响到一台 地磅的检定合格与否。
如何正确掌握“充分恢复”的界限,检定人 员可以根据现场产品情况与安装服务人员协商控 制。