地磅检定方法现状及本检定装置的意义

　　本项目旨在利用现代的电子技术和传感技术研究一种地磅的快速检 定方法，以解决现实中砝码检定不能满量程检定、效率低下、费用高的问题。

　　一、项目内容

　　本项目旨在利用现代的电子技术和传感技术 研究一种地磅的快速检定方法，以解决现 实中砝码检定不能满量程检定、效率低下、费用 高的问题。

　　二、地磅检定方法现状及本检定装置的意义

　　本检定装置以下简称检定仪。

　　国内外技术水平现状：当前国内外衡器检定 所使用的方法均采用砝码(比较*的标准器为 检衡车做标准器，此标准器在实际使用中存在 以下几点不足：

　　1.现实中很难达到检定规程的要求：依据现 行衡器检定规程，检定一台衡器一般需要满量程 一半的标准砝码，即检定100吨地磅需要砝码 50吨，而各地县级计量测试机构所配备的砝码一 般在5吨左右，不用替代法，只能检定满量程的 1/20,严重违反检定规程;随着经济的发展，80 吨、100吨大型衡器日益增多，此问题急需解决。

　　2.现行检定方法效率低下：以现行方法检定 大型衡器，即使在上述违反检定规程的情况下， —天zui多检定两台大型衡器;随着经济的快速发 展，大型衡器用户数量猛增，为此必须寻找一种 方法替代现行检定手段。

　　3.检定费用高：现行检定方法需人力搬倒或 需起重设备，大型衡器用户在检定时需投入大量 人力、物力和财力。

　　本检定装置的意义：可替代现行衡器检定采 用的砝码威检衡车,解决现行检定方法存在的 实际问题，开创衡器检定新方法。

　　三、基本原理

　　以加力装置对地磅快速检定仪(以下 简称“检定仪”传感器和被检定衡器传感器同时 进行串联加压，传感器输出信号分别进入检定仪 称重显示器和被检定衡器称重显示器，比较检定 仪和被检定衡器示值以确定被检定衡器之误差。

　　四、检定仪的结构

　　具体结构：以千斤加力方式为例。系统由 高精度称重传感器、高精度称重显示仪表、加力 支架反力架、加力装置组成，如图1所示。千 斤慢慢升起，通过反力支架产生力，此力又施加在检定仪称重传感器和地磅传感器上， 两个系统的传感器产生的信号分别进入检定仪显 示仪表和地磅显示仪表，比较地磅显示仪表的示值与检定仪显示仪表的示值，其示 值的差值即为地磅的误差。

　　五、检定仪的适用范围

　　本检定仪适用于安装有桥式传感器的地磅，且该地磅的传感器上方有开口，桥 式传感器倒装。

　　按照地磅传感器的安装方式，可分为 传感器正放和反放。当进行称重时秤体产生弯曲 变形，此变形对称重结果会产生误差。变形对两 种地磅称量结果产生不一样，对反放的结 果影响为10-7数量级，对于衡器允许误差为10-4 来说可以忽略不计璉论计算见《衡器》2004年 第三期《秤体弯曲变形对两种不同结构的地磅的影响》-文;对正放产生的误差，实验表 明可达到7x 10-5,对于衡器允许误差为10-4来说 不可以忽略璉论计算见《衡器》2004年第三期 《秤体弯曲变形对两种不同结构的地磅的影 响》-文。

　　六、系统的研制及技术指标：

　　目标：检定仪能达到能够检定III级衡器的要求。

　　1.加力系统由4-8套相同加力装置组成，单 个加力系统承受196kN的压力。

　　2.称重传感器:非线性0.01%、蠕变0.02%、 滞后0.02%、重复性0.01%、温度对灵敏度的影响01%/10K、稳定性 0.02%/ 年。

　　3.称重显示器：米用综合误差为0.001%的称 重显示器。

　　4.单个加压系统需提供196kN压力。

　　5.加压方式：蜗轮蜗杆方式，速比为1 : 500 ; 或者采用千斤方式，千斤满负荷为20吨。

　　6.反力架的设计：要求承受196kN拉力。

　　尺寸：长、宽400mm,高1100mm

　　材料：工程塑料或钢材

　　7.标准传感器的安装水平度小于1 : 500。

　　8.确保所加压力铅直装置：要求压力方向与 铅垂线夹角小于0.57度或更小：0.11度。

　　9.传感器在安装时，要保证受力点在中心 上下轴碗偏差不大于0.5mm

　　10.标准称重显示器内部设置 力 质量转换功能，根据当地纬度和海拔计算当地重力加速度。

　　11.为减小传感器的蠕变误差，在检定时， 统一规定加压时间为10± 5分钟②，在标定检定 系统时也规定加压时间为10分钟，这样由于蠕变 产生的相对误差减小到± 5x 10-5。

　　为减小温度对灵敏度的影响，标准装置 在标定时按温度段进行标定，从-10°C至+30°C每 20°C为一段进行标定(以适应于-10°C至+40°C的 使用环境。

　　七、检定仪与砝码的对比实验

　　(―)原理：检定仪通过质量传体系进行标定和 检定后，用检定仪和砝码分别对同一检定合格的 地磅进行检定，测出砝码与该地磅的 示值差和检定仪与地磅的示值差。

　　(二)实验数据如表1、表2、表3所示

　　(三)实验总结

　　实验结果的线性和重复性都比较理想。

　　砝码和检定仪之间的差值在各个秤量都接 近0.01%,很明显存在系统误差。

　　八、不确定度的验证以实验时用的设备进 行计算

　　(―)使用检定仪检定衡器的不确定度分析

　　1.测量方法：用检定仪的量值作为标准值行检定。其示值误差是被检定衡器的示值与标准 值进行比较，按公式进行计算。

　　九、结论

　　由理论计算和实验验证可知，本检定装置能 够满足III级衡器检定规程对标准器的误差要求。

　　十、产品应用前景及效益 ㈠社会效益：

　　解决大型衡器检定中的砝码不足的问题。

　　可提高工作效率：与砝码检定相比，可提 高2.5倍。

　　开创衡器检定新方法。

　　(二)经济效益分析：设备量程100吨，使用 寿命为10年计算;区域内有衡器100台，检定周 期为㈠年，衡器zui大量程150吨，平均量程为60 吨，以检定区域半径25公里计算。比较列表6所 示：单位万元。

　　由表6计算可知：使用检定仪的费用zui低， 为76万元，其次为砝码，为139.25万元，使用检衡车费用zui高，为141.75万元。使用检定仪和砝 码比较，使用检定仪10年可以为节约63.25 万元费用，与检衡车相比，可以节约65.75万元。 如果按有2000个检定机构计算，10年可为国 家至少节约费用12.65亿元。