鑒于目前大型固定式電子秤現(xiàn)場檢測存在砝碼運(yùn)輸困難、成本高和效率低 等問題。福建省計(jì)量科學(xué)研究院經(jīng)過多年的積累，在國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)的資助 下，研發(fā)出一種能夠滿足不大于3000個(gè)檢定分度數(shù)的固定式電子秤的新檢定裝置一衡器載 荷測量儀。本文詳細(xì)介紹了該裝置的組成、原理、技術(shù)指標(biāo)，以及應(yīng)用該測量儀檢定固定式 電子秤時(shí)，測量儀所需的安裝基礎(chǔ)要求、量值溯源和檢定過程等。

一、引言

衡器的準(zhǔn)確與否關(guān)系到貿(mào)易結(jié)算的公平、公 正，關(guān)系到老百姓的切身利益，是國家法制檢定 的計(jì)量器具之一。但隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和衡器 制造技術(shù)的進(jìn)步，衡器的量程越來越大，全國范 圍內(nèi)超過100t的固定式電子秤已大量使用，目前 已占其總量的50%以上。依據(jù)JJG 539-1997《數(shù) 字指示秤》檢定規(guī)程，采用砝碼或砝碼及替代物 檢定大量程衡器存在檢定工作量大、勞動(dòng)強(qiáng)度高、 運(yùn)輸砝碼成本高、耗時(shí)長、安全性差等問題，對 檢定工作造成極大的困難，從而使大量程衡器的 準(zhǔn)確性難以保證.

為了確保大量程衡器的計(jì)量準(zhǔn)確性和可靠性， 并解決以往檢定大量程衡器過程中存在的一系列 亟待解決的難題。依據(jù)OIML R76-1 Edition 2006 E) Non-Automatic Weighing Instrument Part 1: Metrobgical and Technical Requirement-Test檢定非 自動(dòng)衡器的標(biāo)準(zhǔn)器的規(guī)定，除采用砝碼或砝碼及 替代物外，也可采用輔助檢定裝置。全國衡器計(jì) 量技術(shù)委員會(huì)正在組織修訂的《固定式電子秤》 國家型評(píng)大綱和國家計(jì)量檢定規(guī)程，也增加了輔 助檢定裝置。福建省計(jì)量科學(xué)研究院經(jīng)過多年的 技術(shù)積累，在國家重大科學(xué)儀器設(shè)備專項(xiàng)的資助 下，首次研發(fā)出了一種輔助檢定裝置，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn) 證，該裝置可實(shí)現(xiàn)對檢定分度數(shù)不大于3000的衡 器進(jìn)行檢定，且裝置具有重量輕、安全性高、自 動(dòng)化程度高、效率高、成本低、低炭環(huán)保等特點(diǎn)， 具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文介紹了該 裝置的組成、原理、技術(shù)指標(biāo)，以及應(yīng)用該測量 儀檢定固定式電子秤時(shí)，測量儀所需的安裝基礎(chǔ) 要求、檢定過程和量值溯源。

二、衡器載荷測量儀組成及原理

衡器載荷測量儀（以下簡稱“測量儀”是 由一個(gè)或多個(gè)液壓式標(biāo)準(zhǔn)載荷單元組成的一種獨(dú) 立輔助檢定裝置，每個(gè)液壓式標(biāo)準(zhǔn)載荷單元由液 壓機(jī)構(gòu)、傳感器和測量儀表組成（如圖1所 示,通過計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)控制。在反力機(jī)構(gòu)的 約束下衡器載荷測量儀不僅能夠?qū)闻_(tái)液壓式標(biāo) 準(zhǔn)載荷單元進(jìn)行獨(dú)立加卸載荷，也能同時(shí)對多臺(tái) 液壓式標(biāo)準(zhǔn)載荷單元進(jìn)行加卸載荷。檢定時(shí)，在 反力機(jī)構(gòu)的作用下，液壓機(jī)構(gòu)對秤施加載荷，傳 感器測量出所施加的載荷值，通過比較測量儀傳 感器所測得的載荷值與衡器顯示值，實(shí)現(xiàn)對衡器 的檢定.

二測量儀使用前準(zhǔn)備 1預(yù)熱

檢定開始前，應(yīng)對測量儀進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱時(shí) 間至少為10m in。

2預(yù)加載苘

對衡器載荷測量儀施加3次接近秤最大秤量

的載荷或確定的最大安全載荷，每次載荷的保持

時(shí)間應(yīng)為30^_60 s,每次載荷卸除后，恢復(fù)時(shí)間 為 180s。

三置零裝置的準(zhǔn)確度檢測 配備自動(dòng)置零和零點(diǎn)跟蹤裝置的秤，先對秤 進(jìn)行加載，將示值擺脫自動(dòng)置零和零點(diǎn)跟蹤范圍 如加10e的載荷，確定示值增加㈠個(gè)分度值所施 加的附加載荷^i,并根據(jù)公式0計(jì)算誤差。

其中

-每個(gè)反力機(jī)構(gòu)最大載荷值(kN)

M ax 秤的最大秤量（）；

N——秤的支撐點(diǎn)數(shù)； g——重力加速度(N/k^。

二反力機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)要求 安裝反力機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)應(yīng)該與秤的基礎(chǔ)為一個(gè) 整體結(jié)構(gòu)，應(yīng)滿足反力機(jī)構(gòu)最大載荷值的作用力。 在承受上述載荷的情況下，衡器反力機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)結(jié) 構(gòu)應(yīng)符合下列要求：GB 50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB 50007-2011《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 規(guī)范》、GB 50009-2010《建筑機(jī)構(gòu)荷載規(guī)范》。

五、檢定過程

(一液壓式標(biāo)準(zhǔn)載荷單元安裝

1液壓式標(biāo)準(zhǔn)載荷單元選用個(gè)數(shù) ①當(dāng)秤承載器的支承點(diǎn)數(shù)N>4時(shí)，所選用的 液壓式標(biāo)準(zhǔn)載荷單元個(gè)數(shù)應(yīng)等于承載器的支承點(diǎn) 數(shù)N ；

@當(dāng)秤承載器的支承點(diǎn)數(shù)N各4時(shí)，選用4臺(tái) 液壓式標(biāo)準(zhǔn)載荷單元。

2液壓式標(biāo)準(zhǔn)載荷單元安裝位置 ①當(dāng)秤承載器的支承點(diǎn)數(shù)N>4時(shí)，各液壓式 標(biāo)準(zhǔn)載荷單元應(yīng)安裝位置，如圖3所示。

@當(dāng)秤承載器的支承點(diǎn)數(shù)N各4時(shí)，需要4個(gè) 液壓式標(biāo)準(zhǔn)載荷單元，每個(gè)載荷測量裝置應(yīng)分別 安裝在如圖4所示中4個(gè)1/4區(qū)域內(nèi)。

反力機(jī)構(gòu)水平度應(yīng)優(yōu)于1/1000,傳感器的上 壓頭與反力機(jī)構(gòu)承載面的間隙應(yīng)預(yù)留2mm_5mm.

(二)測量儀使用前準(zhǔn)備

(1)預(yù)熱

檢定開始前，應(yīng)對測量儀進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱時(shí) 間至少為10m in。

(2)預(yù)加載苘

對衡器載荷測量儀施加3次接近秤最大秤量的載荷或確定的最大安全載荷，每次載荷的保持

時(shí)間應(yīng)為30_60 s,每次載荷卸除后，恢復(fù)時(shí)間 為 180s。

三置零裝置的準(zhǔn)確度檢測 配備自動(dòng)置零和零點(diǎn)跟蹤裝置的秤，先對秤 進(jìn)行加載，將示值擺脫自動(dòng)置零和零點(diǎn)跟蹤范圍 如加10e的載荷，確定示值增加㈠個(gè)分度值所施 加的附加載荷^i,并根據(jù)公式0計(jì)算誤差.

通過兩種方法測定置零準(zhǔn)確度，一是先將秤 置零，并確定使示值從零變到零以上的一個(gè)分度 值所附加的載荷AL,并根據(jù)公式0計(jì)算誤差； 二是先對秤進(jìn)行加載，如加10e的載荷，然后 啟動(dòng)置零裝置，測定示值增加一個(gè)分度值所施加 的附加載荷AL。通過試驗(yàn)驗(yàn)證，以上兩種方法測 得的零點(diǎn)誤差一致。由于衡器載荷測量儀的測量 范圍是100kg_360t，所以對于不帶零點(diǎn)跟蹤的秤 利用衡器載荷測量儀用第二種方法檢測置零準(zhǔn)確 度。

置零裝置的準(zhǔn)確度按照公式G計(jì)算 Eo=/o+0.5e-AL_L0 ()

零點(diǎn)偏差對稱量結(jié)果的影響應(yīng)不大于± 0.25e。

四偏載檢測 如圖3所示，依次對每個(gè)液壓式標(biāo)準(zhǔn)載荷單 元施加相當(dāng)于最大秤量的1/ N-1的載荷，其化 整前的示值P由公式Q計(jì)算得到，化整前的誤 差E和修正誤差Ec分別按照公式3、（）計(jì) 算。

P=I+0.5e-AL 2

E=P-L=I+0.5e-AL-L 3

E=E-E0 4

如果秤具有零點(diǎn)跟蹤，在試驗(yàn)過程中可以運(yùn)行。

(五)稱量性能檢測

先將秤置零，再按從小到大的順序逐步施加 不少于5個(gè)秤量點(diǎn)的載荷至秤的最大秤量，并按 施加載荷的逆順序從大到小逐步卸下試驗(yàn)載荷。 秤量點(diǎn)的選擇至少應(yīng)包括最小秤量、最大允許誤 差改變的秤量沖準(zhǔn)確度級(jí)：500e, 2000e；普通 準(zhǔn)確度：50e, 200E、50%最大秤量、最大秤量。 在各秤量點(diǎn)上，記錄下示值I,并利用閃變點(diǎn)法確 定其化整前的示值P。化整前的誤差E和修正誤差 Ec分別按照公式3、 4計(jì)算。如果秤具有零 點(diǎn)跟蹤，在試驗(yàn)過程中可以運(yùn)行。

(六)除皮裝置的準(zhǔn)確度與除皮稱量檢測

(1)除皮裝置的準(zhǔn)確度檢測

施加接近最小皮重范圍內(nèi)的載荷洳100^后，使用除皮裝置將示值置零，然后再施加載荷 如10E ,并測定使示值從一個(gè)分度值變到下一個(gè) 分度值的附加載荷AL,除皮裝置的準(zhǔn)確度按公式 1計(jì)算。

除皮后凈重零點(diǎn)對稱量結(jié)果的影響應(yīng)不大 于± 0.25e。

(2)除皮稱量檢測

選擇1/3?2/3最大皮重之間的一個(gè)皮重值， 對秤施加等于該皮重值的載荷后，使用除皮裝置 將示值置零，然后按從小到大的順序逐步施加不 少于5個(gè)秤量點(diǎn)的載荷至秤的最大凈重載荷，并 按施加載荷的逆順序從大到小逐步卸下試驗(yàn)載荷。 秤量點(diǎn)的選擇應(yīng)盡可能包括最小秤量、最大允許 誤差改變的秤量沖準(zhǔn)確度級(jí)：500e, 2000e；普 通準(zhǔn)確度：50e, 200E、50%最大秤量、最大凈重 載荷。在各秤量點(diǎn)上，記錄下示值I,并利用閃變 點(diǎn)法確定其化整前的示值P,化整前的誤差E和修 正誤差Ec分別按照公式（3、 4計(jì)算。

如果秤具有零點(diǎn)跟蹤，在試驗(yàn)過程中可以運(yùn)

行。

㈦重復(fù)性檢測

先將秤置零，再對秤施加80%最大秤量的載 荷，記錄示值I,并利用閃變點(diǎn)法確定其化整前的 示值P,卸除全部載荷，再重復(fù)兩次。化整前的誤 差E和修正誤差Ec分別按照公式（）、4計(jì) 算，重復(fù)性r按照公式0計(jì)算。

r=Pmax-Pm in 5

對稱量中出現(xiàn)零點(diǎn)偏差的情形，衡器應(yīng)重新 置零，而無需測定零點(diǎn)誤差。在加載和卸載的稱 量間不必確定零點(diǎn)實(shí)際位置。

如果秤具有零點(diǎn)跟蹤，在試驗(yàn)過程中可以運(yùn)

行。

六、測量儀檢定固定式電子秤量值溯源 衡器載荷測量儀檢定固定式電子秤量值溯源,如圖5所示。

七、結(jié)束語

采用該衡器載荷測量儀能對最大秤量不小于 30t檢定分度數(shù)不大于3000的固定式電子秤實(shí)現(xiàn)1重量輕：檢定裝置總重約1.5t便于運(yùn)

輸；2安全性高：減少砝碼的運(yùn)輸量和檢定過程 的搬運(yùn)量，從而降低風(fēng)險(xiǎn)；3自動(dòng)化程度高：實(shí)現(xiàn)全量程、全性能自動(dòng) 化的檢定，原始記錄、檢定報(bào)告自動(dòng)生成，檢定 數(shù)據(jù)真實(shí)、可靠；4效率高：檢定㈠臺(tái)150t衡器，2小時(shí)?3 小時(shí)即可完成全部檢定工作；8成本低：節(jié)省大量的運(yùn)輸成本，具有良好 的經(jīng)濟(jì)效益；

6低炭環(huán)保：減少運(yùn)輸及檢定過程的尾氣排 放，具有良好的社會(huì)效益。因此，應(yīng)用測量儀檢定固定式電子秤可節(jié)省 大量的人力、物力資源，同時(shí)也為企業(yè)提高使用 效率、節(jié)約費(fèi)用，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng) 用、推廣價(jià)值.