浅析称重传感器与地磅的检定分度数

本人结合单位工作实际，通过对称重传感器的分析入手，进一步阐明确定地磅检定分度数的原则和方法。

随着我国社会和经济的全面发展，日常大宗物料的 交易行为越来越多，地磅的运用也越来越广泛，用 户对衡器精度要求也越来越高，一些衡器生产企业的调 试人员为满足用户的需求，不恰当地提高称量显示的精 度，结果往往弄巧成拙。本文就工作中常见的几种地磅分度数问题结合OIMLR6O、R76的要求进行分析。

1.确定最大分度数的原则和依据

根据国际建议的规定，衡器的最小检定分度值e表 征衡器的绝对误差，而最大分度数^_表征了衡器的相 对误差，因此的确定，客观上是受各种误差因素制 约的。应该考虑的因素主要有如下方面：

OIML “非自动衡器”国际建议R76规定ffl级商 用秤最大的允许分度数上限为?<10000e;

环境温度每改变5 ~C时，衡器零点的变化不得大 于一个检定分度值e;

温度变化时，秤的灵敏度的变化不允许超过所规 定的允差；

加载4小时，由蠕变起的误差不应超过所规定的 允差 ;

加载半小时后，秤的零点与加载前的零点之差不 得大于0. 5e;

衡器中作为主要部位的称重传感器和称重显示 器可以允许单独检定，它们由温度引起的误差，不得超过 整个衡器温度误差的0. 5?0. 7倍；

由气压变化对零点的影响应小于1 e/kPa。

由此，最大允许分度数^_可以由称重传感器灵敏 度的温度特性、蠕变及蠕变恢复等方法来确定，同时还要 考虑气压、零点温度、显示器受环境因素的影响等。

2.称重传感器的一般要求

当系统的允差为1时，作为非自动衡器主要构成部 分之一的称重传感器的综合误差一般只能达到0. 7的比 例成分，根据JJ G669 - 2003《称重传感器检定规程》，称 重传感器分为A、B、C、D四个等级，分别与OIMLR76 《非自动衡器》中衡器的四个准确度等级相对应。而目前 我国地磅所使用的称重传感器都是C3级的传感 器，按0IMLR60、R76国际建议的要求，C3级传感器的 最大检定分度数如￡?为3000，用于制造检定分度数不大 于3000分度的瓜级秤。我国JJG555 - 1996《非自动秤 通用检定规程》等效采用了 0IMLR76国际建议，其中对 传感器做如下规定：

2. 1称重传感器的最大秤量应符合下列要求：

Emax > Q Max ?R/ N

式中：Em狀—尔重传感器的最大称量；N —专感器个 数；R ?宿小比，考虑到对传感器最严格的要求R =1; Q —修正系数。

取修正系数Q > 1，这是考虑到偏载荷、承载器的自 重、初始置零范围和载荷分布的不均匀性因素的影响。 2.2称重传感器的最大分度数

称重传感器的最大分度数屯c应不小于秤的检定分 度数 n : nLc >n

称重传感器的最小静荷输出恢复值DR应满足下述 条件：

DR ^30. 5 eR/ N 取 R = 1，贝U DR ^30. 5 e/ N 当DR未知时，应满足条件_ nLC >Max/ e

2.3称重传感器的最小检定分度值

Vmin 取 R = 1 ’ 贝U VmlB 由此可见，秤用称重传感器必须遵循一个最基本也 是最主要的一个原则：nLc >n，而这正是电子衡器的计 量学原理和误差分配原则所要求的。

3.典型案例介绍

从几年来我市地磅检定工作来看，最大称量 100吨以上的大衡越来越多，同时衡器生产企业将秤的 检定分度数设置也越来越大，而且不同生产企业的产品 稳定性和可靠性也有很大的差异，秤台结构、称重显示仪 表、称重传感器的选择最终都会对汽车衡的整体性能产 生影响，就地磅的检定分度数而言，检定分度数设置的 越大，秤出现故障的机率就越大，以下通过举例nLc、n 值及观察r值撮大秤量对传感器最小检定分度值 Kmm之比)和Z值（最大称量对两倍的最小静荷输 出DR之比），进一步分析探讨。

最大称量30t的地磅,最小分度值2kg ,使用4 只20t的传感器。故障现象:仪表零点不稳,示值无规律 跳动。

该秤的检定分度数n = 15000 ,传感器的最大分度数 nia = 3000。

Vmin  N=2/2 = 1kg 按 Vmin为 1kg 计算,则 V = Emax/ Ln = 20000 DR ^30. 5 e/ N = 0.5 X2/ 4=0. 25kg 按 DR 为 0.25 kg计算:Z = ?max/ 2 DR = 20000/0. 5 =40000

最大秤量为80t的衡器,最小分度值10kg,使用 8只40t的传感器,故障现象:开机后零点漂移,显示数 值向正方向不断递加。

该秤的检定分度数n = 8000 ,传感器的最大分度数 nia = 3000

Vmin N = 10/ 8=3. 54kg 按 Vmin为 3. 54kg 计算，则对应 r = Emax/ Vmin = 11299

DR 0.5 e/ N = 0.5 X10/ 8 =0. 625kg 按 DR 为 0. 625kg 计算：Z = Emax/ 2 DR = 40000/

25 = 32000

最大称量为120t的地磅,最小分度值20kg ,使 用10只40t的传感器。故障现象:在加载后突然不回 零。

该秤的检定分度数n = 6000 ,传感数的最大分度数 nia = 3000

Vmin N = 20/ 10 =6. 3kg 按Vmm为6.3kg计算，则对应r = Emax/ VmIn = 40000/ 6. 3 = 6349

DR ^30. 5e/N = 0.5 X20/ 10 = 1kg 按 DR 为 1kg 计算：Z = σax/2 DR = 40000/2 = 20000

以上情况的地磅,有的是刚开始安装便出现故障， 有的是使用一段时间后,称重系统对外界的抗干扰能力 减弱,秤整体计量性能下降而逐步显现,通常我们只要通 过更换传感器或称重显示仪表，以及重新设置最大检定 分度数,这些故障现象便可以排除。

原因分析

这些电子汽车衡之所以会出现零点漂移示值不稳定 甚至不回零等现象,首先最主要的原因就是衡器的分度 数远远超过了传感器的最大检定分度数，无法满足 JJ G555 - 1996中的规定取。>n的基本要求。

其次,按照QIMLR60的要求，C3级传感器的r值 应不小于7200 , Z值应不小于3000 ,假设最小静载荷输 出温度影响按0. 015 %FS/ 10 "C控制，则其相应的Y值 仅能达到9300。而上述案例中，r值有的高达20000, C3级称重传感器难于满足其要求,在这种情形之中,如 果同一批的传感器对零点温度的影响比较一致,都朝同 一方向变化,则会出现各传感器零点漂移叠加的现象,反 之,如若秤体所使用的传感器零点温漂的方向不一致,它 们之间的影响作用互相抵消,恰好使秤的零点示值稳定, 这就是为什么有时通过更换新的传感器能使零点保持稳 定,而原传感器本身并没有损坏的原因。同样对于Z的 要求,如果同一批传感器的蠕变一致性较好,都朝同一方 向变化,则会出现传感器蠕变叠加造成仪表满程不稳,加 载后不回零的现象,如若各传感器的蠕变方向不一致,它 们之间的影响互相抵消,显示数值正常稳定。不过,这仅 是一种弱平衡,极易受到外界的干扰,因此也是一种不稳 定的状态,在一定条件下,还会导致示值不稳定及漂移情 况。

当然,还有很多因素如湿、温度变化、气压变化会对 示值产生影响,有时显示仪表在投入使用一段时间后,稳 定性、可靠性下降,无法与传感器相关计量性能相匹配， 这时只需更换显示仪表便可以排除示值不稳定的情况。 依据OIMLR76 - 12006(E)版,可以对称重模块特别是 称重显示器发给OIML型批准证书,这为衡器生产厂家 的生产、设计提供了更为广阔的发展空间。而作为计量 技术机构在检定和维修工作中,更应注意所选择的称重 显示器和称重传感器包括最大检定分度数在内的各项性能 数据是否能够相互兼容’才能满足衡器的预期计量性能。

结束语

根据JJ G555 - 1996《非自动秤通用检定规程》的规 定，由于地磅安装在室外,工作环境较为恶劣，受 振动、降雨和气流等因素的约束和限制，其检定分度n 不能大于3000。综上所述,在确定地磅的检定分 度数应遵循这样一个原则：nia >n <3000 ,因此,我们在 实际工作中,面对一些用户要求提高称重精度的愿望,除 了做好耐心细致的解释工作,还应严格执行国家检定规 程,对可能改变秤计量性能的器件或直接影响到秤量值 的部位加印封或铅封(如地磅的称重显示仪表和 接线盒），只有这样,才能保证地磅的可靠性,维护 公平交易的市场秩序,实实在在履行法制计量对我们工 作赋予的责任。