大秤量地磅检定存在的问题及其解决方法

本文首先分析了检定大秤量地磅所遇到的缺乏标准器和检定规程针 对性差的两大问题，然后提出一种实用、可行的检定校准方法，使问题得以缓解。主要是想 引起有关部门的重视，尽早出台《汽车衡检定规程》，使问题得到根本的解决。

1.前言

为了贯彻落实国质检量函〖2007〗927号的要 求：“深入分析地磅计量检定机构存在的突出 困难和问题，探索和研究开展地磅强制检定的 有效方法和途径。我们对检定地磅工作进行了 回顾和总结，面对现实、结合实际并针对问题提 出且实施了一种实用的检定校准方法，并对其做 了不确定度分析和用砝码验证，经实际应用，证 明该方法可行，现写出来，欲给同行一点借鉴， 主要还是希望开展这方面问题的交流和讨论，促 使好方法的提出。

2.存在的问题

只要对检定地磅工作做些简单的回顾，就 不难看出主要存在如下问题。

一是检规相对滞后，从20世纪80年代开始使用地磅以来，当时就没有国标的电子汽 车衡检定规程，只好参照机械秤规程进行检定工 作，后用由我所负责起草的JJG皖3-38〈〈静态 地磅检定规程》，1991年以后用JJG668-90 《固定式电子秤》，再后就是执行JJG539-97《数字 指示秤检定规程》至今。到目前为止，还没有针 对性强的地磅检定规程。

在上世纪末，由于地磅的最大秤量不 大于50t,我所拥有三十吨标准砝码，能够规范、 有效、顺利的开展地磅强制检定工作。但近几 年来，在用地磅的最大秤量方面，发生了很大 变化，企业普遍使用100t的地磅，100t? 150t的汽车衡在我市就有近五十台之多，这样对 于只有30t标准砝码来讲，就产生了第二个问题, 标准砝码数量的严重不足，形成了 “巧妇难为无米之炊”的局面。即使有足够的标准砝码，对于 大秤量电子汽车衡的检定，还是存在问题。例如 做偏载测试，1/N的秤台面积内根本容纳不下 Max/N-1数量的砝码。偏载测试达不到应有的目 的。偏载测试现行规程要求砝码“应均匀地分布 在整个区域，避免不必要叠放”，这样难以有效的 发现秤体的强度问题。汽车的载荷是通过多个轮 载荷作用到秤台上，与火车相似，类似滚动载荷。 基于地磅在实际使用中，不可能形成角误差， 只会有段误差。我们认为可以考虑参照轨道衡检 定规程偏载测试由“角偏载”改为“段偏载”，即 可以把载荷相对集中置于承重点之间。（在安全的 前提下可以叠放)这样既接近实际使用情况又能比 较有效的发现秤体的强度问题。

运用替代法，根据规程要求，当汽车衡的重 复性误差不大于0.2e,采用20%最大秤量的标准 砝码需要替代四次。这就是说对于百吨地磅的 测试，首先至少要具备20t标准砝码，否则也无法 进行。再说百吨地磅的检定要进行多次替代测 试才能完成，不仅需要较长的时间和较大的人力 物力，而且会引入一些其他的误差到称量误差中， 可能使检测到的称量误差失真。还有每检定一台 百吨汽车衡需要准备近八十吨的替代物，费时耗 力，单这一项费用也不可小视，所以限制了替代 法的应用。

规程中有关检定分度值e和标准砝码替代的 规定：“0.1gS e< 2g 5g< e” “当被检定秤的最 大秤量大于1t时，可使用其他恒定载荷来替代标 准砝码，前提是至少具备1t标准砝码，或是50% 最大秤量的标准砝码，两者中应取大者。”可见标 准砝码的拥有量并不多，最大秤量也不大。根据 国家质检总局《关于在用汽车衡计量专项监督检 查情况的通报》表明，目前全国在用的电子汽车 衡最大秤量为30t已经很少见到了，绝大多数为 50t以上。也就是说电子汽车衡50%最大秤量大于 等于25t，显然此时1t和50%最大秤量相比，两者 相差悬殊，不可相提并论。再说，目前地磅的 检定分度值最小也是e=10kg。5g”单纯从数 学表达式角度讲，是完全可以包含目前常用的 e=20kg， e=50kg的。但从数量大小划分档次来说， 两者相差数千倍的量，列入同一档次的可能性很 小。众所周知，Max和e是衡器的两个重要的计量 特征，然而汽车衡规格与检定规程所提的数据相 差甚远，其检定方法和实际使用情况又大不相同更谈不上仿真效果。因此我们认为用JJG539-97 来检定汽车衡依据不够充分，仅是比照执行而已。

就以检定一台最大秤量为100t的地磅为例， 遵照规程做完偏载测试和秤量测试全过程，各测 试点都不超差，一切顺利的情况下，需要加、卸 搬动砝码总量合计达400t之多。这个数字是什么 概念？如此巨大的工作量，不但检定部门难以接 受，而且用户也不理解，甚至有所厌烦。多方筹 措几十吨砝码的安全装卸和运输也非易事，成本 费用较高。难怪在衡器行业内有对用JJG539-97 《数字指示秤检定规程》检定地磅实施的可行 性、操作性和经济性提出质疑。JJG539—97规程 应用范围过于广泛，小到几千克的计价秤，大到 百吨的电子地磅，有点勉为其难了。

3.解决的方法 《国家计量检定规程编写规则》就指出注意 检定方法操作的可行性和实施的经济性。新世纪 以后发布的计量检定规程例JJG564-2002《重力式 自动装料衡器检定规程》就明确要求“相应的法 定计量技术机构应尽量以节省人力物力的方式进 行检定”。面对“机构建立的计量标准许多已严重 落后，装备投入严重不足，普遍存在标准砝码配 备数量不足，”且一时难以改变的现状，我们的做 法是，对于百吨地磅的首次检定还是不敢 怠慢并且认真对待，不计成本地全力以赴调运50t 以上砝码，再使用替代法完成，以确保检定工作 质量。但对于大量的随后检定采用下述方法。

3.1 检定方法

以使用较多的100t地磅为例说明。 Max=100t，中准确度等级，e=d=50kg。最大允许 误差 mpe 为：0 < 秤量 < 25t，mpe= ± 25kg ； 25t< 秤量< 100t，mpe=± 50kg。

3.1.1预检定测试

首先用重量约为60%最大秤量以上的载重汽 车，连续上秤台称量3?5次，在秤台上的位置是 随机的，看称量示值的重复性如何。如果重复性 不好，则不予检定，通知用户进行调试维修。以 避免在进行检定途中发现检测数据误差大于最大 允许误差，不能通过检定，做了无用功，这样有 利于提高检定效率，减少检定成本。预检定检测这项工作有时也可请用户自己先做。

3.1.2用同一载荷检测调整偏载误差

考虑到方便观察和判断误差，暂将e=d,设定 为 20kg。

规程要求用Max1/n-1的砝码检测各承重点的 示值一致性，即偏载检测。对于Max=100t衡， n=8要用14t砝码来做。这是多么的费力耗时，可 想而知。这属于重复性检测，秤台上n个点的点 和点之间的重复性。可暂不考虑量值的溯源。对 重复性检测，一般遵循“三同一多”的原则，即 同_环境、同_载荷、同_方法，在短时间进行 连续多次检测。显然同一载荷可以是标准砝码， 也可以是恒定载荷。鉴于上述的理解和认识，我 们利用一辆铲车，视其能力大小，铲起两吨或四 吨砝码后吡时总重量约为6.5t或8.5},视为同 一载荷，分别停在各个承重点的位置上，且注意 让铲车重心基本对准承重点称、重传感器位置。 认真地进行反复检测调整，使其各承重点示值尽 量趋于一致。对于Max=100t,用加千克小砝码的 闪变点法确定误差，要求各点之间的最大差值不 大于10kg。如果能达到要求，说明该衡称量的稳 定性和重复性良好，可以继续检测。否则，暂停 检测，查找原因，进行调修。

3.1.3初步标定

用自备检衡车（M=24420kg,车上装有12t Mn级砝码停在秤台面中间进行标定。M值是取 用砝码刚校准的30t电子汽车衡称量多次的平均 值。意在初步完成量值的传递和溯源。

3.1.4检查线性

用接近常用的最大秤量的载重车(例如70t? 80t左右)上秤台称量。

注意将载重车停在秤台一端，以便留有放砝 码的地方。设此时示值为I,再加放10t砝码，示 值为P,如果示值P=I+10000kg。可开走载重车， 示值应为10000kg。卸掉砝码，秤回零。

称量检测 0用自备检衡车，从两个方向上秤台，分 别停在左、中、右三点，记录六个称量示值，要 求六个示值之间的最大差值不大于20kg,认为小 称量段合格。

Q用载重车从两个方向上秤台，分别停在 左、中、右三点，记录六个称量示值，要求六个

示值最大差值不大于40kg,认为大称量段合格。

(3恢复e=d=50kg,结束检定。

线性调整

实际情况表明，示值P=I+10000只是偶然出 现的情况，大多数情况为示值P^I + 10000。对于 示值P^ I + 10000,可根据正比例关系，用公式 Ii = 10000I/(P-I)求出Ii,再用Ii值进行重新标定。 但需注意，对于能够进行线性修正的仪表进行二 次加载标定，即第一次加载用自备检衡车值，第 二次加载用I1值。对于不能进行线性修正的仪表, 用11值标定后，再上自备检衡车称量检测。参照 最大允许误差的规定，结果若：

(D误差s 20kg,认为合格。再做“1.5称量 检测”项，如果合格，恢复e=d=50kg,可以结束 检定。

(2 20kg<误差s 80kg,参照自备检衡车值, 适当修正I1后，再重新标定。做“1.5称量检测” 项，如果合格，恢复e=d=50kg,结束检定。

(3误差>80kg,说明该衡的线性误差大，需 要进一步调修。

3.1.7检测操作过程流程图，如图1所示。

4.分析验证本方法的可行性

4.1不确定度分析和评定

4.1.1对检定结果有影响的不确定度分量

铲车工作引入的不确定度叫=1.5岵

认为信息的可信程度为80%,则由71= ^2- 12。

载重汽车工作引入的不确定度u2=4.5kg 认为信息的可信程度为80%,则Y 2= +

12。

计算过程引入的不确定度^=0.5kg 认为信息的可信程度为90% ,故7尸2

50。

(4)仪表所引入的不确定度ut=5.77kg 采用准确度为0.01%的仪表，设为均匀分布, 取k=姨3,则由此引入的不确定度ur100t x

01%/姨3=5.77kg

认为信息的可信程度为90%，故74= 2

50

(5砝码引入的不确定度U5= V10x 0.12 =0.

32kg；

1t M2等级砝码的最大允许误差为± 0.1kg，用

10个1t砝码引入的不确定度u=姨10x 0.12 =0
32kg；

100t地磅配置准确度为0.02级的8个30t

称重传感器并联工作。设为均匀分布取k=姨,

则由此引起的不确定度u=30tx 0.02%/姨=3. 46kg；

确定度

CD按置信概率95%估计，由y^=77.67，查表 得到包含因子Kp约等于2，则扩展不确定度为：

U95=kUc=2x 8.25=16.50kg ；

3级100t地磅，检定时最大允许误差 MPE=50kg ；

仏< 1mpe。

(2用30个1t的m12等级的砝码进行称量测试 验证，结果如表1所示。

由以上数据可以看出，在基本上考虑了影响 结果的各个因素的情况下得到此检定方法的检测 结果的扩展不确定度为U95=16.50kg (kp=2且小 于三分之一最大允许误差。

又用30t M2等级的砝码进行称量测试验证。 所得误差的绝对值均小于最大允许误差的绝对值。 表明此方法能较好的解决检定大秤量汽车衡砝码

数量不够的难题。近三年的实践证明本方法在 50t?150t的汽车衡上应用效果良好。从未发生过 计量异议。不但解决了砝码数量严重不足的问题, 而且较传统方法省时省力，方便有效，大大地提 高了检测效率，其操作的可行性和实施的经济性 得到了各方面的认可。

5.我们的意见

我们认为此方法只是暂时缓解了检定地磅中最大秤量与砝码数量严重的不对称的矛盾。 梅特勒-托利多公司又有QDNT/QGNB 200t地磅上市虽然实用，但未立法，有违规之嫌。仅 是权宜之计，只有参照有关国际建议，结合国情, 尽快制定针对静态汽车衡的检定规程，才能从根 本上解决问题。我们有如下设想仅供专家们参考: 对于大秤量汽车衡的随后检定，主要检测约20%、 40%、60%、80%的最大秤量的重复性，重复性误 差应不大于1个e的值。这样可用短轴距载重汽 车进行检测。重复性误差达到要求后，可在上述 各点增加砝码数吨，看增量是否准确。