林建勛

（廣東省計(jì)量科學(xué)研究院 廣東 廣州 510000）

1 引言

我國(guó)近十年以來(lái)工業(yè)化進(jìn)程加快，工業(yè)水平以及生產(chǎn)工藝水平也不斷提高。在工業(yè)生產(chǎn)尤其是大型項(xiàng)目中大型衡器必不可少，為適應(yīng)生產(chǎn)以及發(fā)展的要求，當(dāng)前不同荷載量的大型衡器開始出現(xiàn)在人們的生產(chǎn)生活中，在生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。大型衡器的正常工作和衡量是生產(chǎn)正常進(jìn)行的必要保障，因此，必須要做好大型衡器的檢測(cè)工作，保證其準(zhǔn)確性與科學(xué)性。

2 大型衡器概述

衡器作為一種測(cè)量物體重量（質(zhì)量）的器械，充分利用了胡克定律/杠桿原理。一般衡器由三部分組成：傳力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、承重系統(tǒng)、示值系統(tǒng)。隨著衡器的研究深入，開始在以工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)以及科研為代表的各個(gè)領(lǐng)域普及并廣泛應(yīng)用。常見衡器包括天平、臺(tái)秤、桿稱以及地磅等，由于生產(chǎn)要求不同，體積和大小也有所不同。大型衡器作為衡器中的重要組成部分，主要應(yīng)用于運(yùn)輸、冶金以及煤炭等行業(yè)，其荷載量可以達(dá)到上千噸。

3 大型衡器檢測(cè)的必要性分析

3.1 我國(guó)大型衡器不足的要求

我國(guó)大型衡器雖然得到了廣泛應(yīng)用，但是其檢測(cè)狀況卻不容樂(lè)觀。我國(guó)長(zhǎng)期發(fā)展忽視在計(jì)量方面的不足問(wèn)題，導(dǎo)致大型衡器的研究、檢測(cè)方面明顯缺乏財(cái)政支持以及科研支持。在我國(guó)目前的市級(jí)計(jì)量檢測(cè)單位中關(guān)于大型衡器的檢測(cè)還相對(duì)較完善，而縣級(jí)的檢測(cè)水平較低，標(biāo)準(zhǔn)器嚴(yán)重不足。我國(guó)大部分縣級(jí)衡器檢測(cè)部分的砝碼僅僅只能達(dá)到10噸的水平，無(wú)法滿足工業(yè)生產(chǎn)以及實(shí)際衡器檢測(cè)需求，不能和工業(yè)發(fā)展同步。我國(guó)這種發(fā)展現(xiàn)狀讓眾多的大型企業(yè)自主的安裝私人檢測(cè)設(shè)備已方便大型貨物的檢測(cè)，為改變這種發(fā)展現(xiàn)狀，有必要對(duì)大型衡器的檢測(cè)條件進(jìn)行研究與改進(jìn)。

3.2 大型衡器精確度的要求

作為大型衡器使用時(shí)的必要前提，必須要保證大型衡器的精確度。應(yīng)該從設(shè)計(jì)制造合理性和準(zhǔn)確傳遞測(cè)定值兩個(gè)方面入手。

首先，在進(jìn)行傳遞準(zhǔn)確量值方面必須要保證使用的砝碼符合標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)于其誤差也有明確要求，要求其必須低于大型衡器允許誤差的三分之一。

其次，在使用替代物對(duì)大型衡器進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，還必須將替代物和砝碼結(jié)合起來(lái)，共同使用進(jìn)行檢測(cè)。如果檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)直接導(dǎo)致錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，在某些精度要求較高的檢測(cè)中，這一問(wèn)題十分突出，比如軌道衡方面的檢測(cè)。

因此，在進(jìn)行大型衡器檢測(cè)的過(guò)程中，必須要嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行，從而能夠有效避免各種問(wèn)題的產(chǎn)生，也能夠有效避免稱量大、載重小的情況出現(xiàn)。

4 常用大型衡器檢測(cè)方法解析

大型衡器檢測(cè)方法已經(jīng)有多年的發(fā)展歷史，我國(guó)以計(jì)量法為主，其中標(biāo)準(zhǔn)砝碼法與標(biāo)準(zhǔn)砝碼替代法作為兩種最常見方法，技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)十分成熟。

4.1 標(biāo)準(zhǔn)砝碼法

作為衡器最早的檢測(cè)方法，基本和衡器的發(fā)展伴生，標(biāo)準(zhǔn)砝碼法能夠直接通過(guò)砝碼來(lái)檢測(cè)衡器的大部分計(jì)量性能。和衡器的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)相同，對(duì)于砝碼檢測(cè)誤差同樣要求在被檢衡器最大允許誤差的三分之一之內(nèi)。

在首次使用標(biāo)準(zhǔn)砝碼法進(jìn)行檢測(cè)之前，需要對(duì)最大稱量的稱量準(zhǔn)確度進(jìn)行確定，作為檢測(cè)的重要步驟必不可少。除了首次之外的其他大型衡器的測(cè)量中也需要對(duì)最大稱量進(jìn)行測(cè)試，保證至少測(cè)試三分之二的最大稱量。這種標(biāo)準(zhǔn)砝碼法雖然在衡器的檢測(cè)中發(fā)展歷史較久，但由于各個(gè)方面的原因?qū)е缕湓诖笮秃馄鞣矫娴膽?yīng)用中具有極大的限制，極少應(yīng)用。大型衡器往往需要的噸位較大，最低也需要幾十噸，最大可達(dá)到上千噸，而標(biāo)準(zhǔn)砝碼的價(jià)格和條件要求較高，準(zhǔn)備如此大的標(biāo)準(zhǔn)砝碼需要耗費(fèi)大量的財(cái)力資源，檢定部分一般不會(huì)耗費(fèi)如此大的資源倆進(jìn)行處理。在這樣的背景下，新的檢測(cè)方法被提出——標(biāo)準(zhǔn)砝碼替代法。

4.2 標(biāo)準(zhǔn)砝碼替代法

由于標(biāo)準(zhǔn)砝碼法不能滿足大型衡器檢測(cè)的實(shí)際需求，標(biāo)準(zhǔn)砝碼替代法被提出并被廣泛應(yīng)用于大型衡器的檢測(cè)。隨著汽車運(yùn)輸量以荷載量噸位的提高，物流行業(yè)對(duì)于其荷載的要求逐漸提高，但是目前大部分的檢定站中存在標(biāo)準(zhǔn)砝碼數(shù)量不足不能滿足實(shí)際檢測(cè)要求，這樣人們進(jìn)行研究希望能夠發(fā)現(xiàn)一種替代物來(lái)進(jìn)行替代標(biāo)準(zhǔn)砝碼，提高檢定范圍。

在標(biāo)準(zhǔn)砝碼替代法的應(yīng)用過(guò)程中，首先對(duì)標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行處理，統(tǒng)計(jì)放置在被檢衡器的承載器上對(duì)需要替代的秤量盡心檢定；然后確定秤量的誤差并對(duì)秤量的最小誤差進(jìn)行記錄。完成上述操作之后取下標(biāo)準(zhǔn)砝碼。

然后把按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)確定的替代物放置于檢衡器的承載器上，按照標(biāo)注砝碼的操作對(duì)替代物進(jìn)行處理，保證替代物的秤量和標(biāo)準(zhǔn)砝碼產(chǎn)生的秤量誤差狀態(tài)相同保持一致。

接下來(lái)對(duì)衡器較大秤量進(jìn)行鑒定，將第一步中取下的標(biāo)準(zhǔn)砝碼在此放置在衡器的承載器中；完成標(biāo)準(zhǔn)砝碼的放置之后可以進(jìn)行砝碼替代操作，在砝碼替代的過(guò)程中需要進(jìn)行重復(fù)操作完成，一般在衡器最大稱量的50%處進(jìn)行，最終能夠檢定處衡器的準(zhǔn)確最大秤量值。（注：在進(jìn)行重復(fù)操作標(biāo)定的過(guò)程中容易出現(xiàn)誤差，為避免誤差的出現(xiàn)在重復(fù)操作過(guò)程中需要按照我國(guó)檢定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格控制。）

當(dāng)具有標(biāo)準(zhǔn)砝碼數(shù)量達(dá)到被檢衡器最大秤量50%的時(shí)候可以只需要進(jìn)行一次砝碼替代。當(dāng)被檢衡器重復(fù)性低于0.3e且達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)砝碼最大秤量35%的時(shí)候需要進(jìn)行二次砝碼替代操作。同樣，被檢衡器重復(fù)性低于0.2e且低于標(biāo)準(zhǔn)砝碼最大秤量20%的時(shí)候需要進(jìn)行四次砝碼替代，才能夠完成衡器檢定。

5 現(xiàn)代電子技術(shù)背景下的大型衡器檢測(cè)解析

5.1 集成式檢測(cè)法

集成式檢測(cè)方法經(jīng)過(guò)多年研究之后已經(jīng)逐漸成熟，在大型衡器的檢定中開始應(yīng)用。這種檢定方式充分利用了大型衡器的自由裝置進(jìn)行，通過(guò)這一檢定方法來(lái)確定被稱中午的約定真值，因此可以很好的應(yīng)用于大型衡器的動(dòng)態(tài)秤量準(zhǔn)確度的檢定。這種方法雖然已經(jīng)在大型衡器檢定中應(yīng)用，但是由于設(shè)備等方面的問(wèn)題仍然具有一定限制，首先這種檢定方法還主要適用于自動(dòng)衡器的檢定，另外這種檢定方法還要求被檢衡器具有一定的靜態(tài)秤量準(zhǔn)確度。

5.2 比對(duì)檢測(cè)法（疊加法）

這種方法在檢定的過(guò)程中需要應(yīng)用疊加式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)，隨著疊加式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的發(fā)展這一技術(shù)也相對(duì)成熟，在檢測(cè)負(fù)荷傳感器上具有良好的效果，目前我國(guó)在大型衡器檢定中也開始廣泛應(yīng)用。這種檢定方法和我國(guó)大型衡器的稱重傳感器相比準(zhǔn)確度更高，因此在未來(lái)大型衡器的檢測(cè)中具有一定的應(yīng)用前景，但僅僅只局限于理論方面，在實(shí)際應(yīng)用中還有幾個(gè)問(wèn)題亟待解決。

在比對(duì)檢測(cè)法的實(shí)施中需要將加載點(diǎn)作用于承重傳感器的承載器，但由于接觸面積的問(wèn)題，接觸點(diǎn)較小而承載器的面積較大，不能像砝碼一樣兩者之間有較大接觸面，直接導(dǎo)致承載器強(qiáng)度和剛度要求較高。另外作為整機(jī)計(jì)量性能的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)，力源直接反應(yīng)了系統(tǒng)的控制性能。在比對(duì)檢測(cè)法的應(yīng)用中會(huì)由于外力的作用導(dǎo)致衡器發(fā)生形變，由于傳力系統(tǒng)的彈性導(dǎo)致不能正常的顯示承重?cái)?shù)值，影響了檢測(cè)準(zhǔn)確度。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)以及工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)各方面的發(fā)展水平也開始和國(guó)際接軌，大型生產(chǎn)制造過(guò)程必不可少，對(duì)大型衡器提高了更高的要求。而通過(guò)大型衡器檢測(cè)對(duì)提高大型衡器的精度具有重要的意義，標(biāo)準(zhǔn)砝碼以及替代標(biāo)準(zhǔn)砝碼法被應(yīng)用，另外現(xiàn)代電子科學(xué)技術(shù)背景下發(fā)展起來(lái)的集成式檢測(cè)法以及比對(duì)檢測(cè)法成為未來(lái)發(fā)展的重要趨勢(shì)。

[1]李宏亮，王志剛.關(guān)于大型衡器檢測(cè)方法的研究[J].建材與裝飾，2017，(21)：52-53.

[2]張海軍.大型衡器檢測(cè)中疊加法的幾個(gè)技術(shù)問(wèn)題的研究[J].黑龍江科技信息，2016，(14)：122.