對汽車衡分度值問題的認識

【摘 要】 針對國內目前對汽車衡檢定分度值和實際分度值爭議比較多的情況，本文從設計角度談一點個人的看法。任何一臺衡器的初始固有誤差，實際上是在設計過程中就已經基本確定了的，不是僅僅靠改變分度數就能提高其準確度的等級。后天（校準時）通過認真地調試是可以提高一定的計量性能，但這是有限的。
【關鍵詞】 汽車衡；檢定分度值；實際分度值
一、國內現狀
目前不論是汽車衡使用單位，還是制造單位都喜歡將汽車衡分度數說的比較大，像zui大秤量為120t汽車衡的分度值定為20kg，分度數即為6000；zui大秤量150t汽車衡的分度值定為20kg，分度數即為7500。那么，為什么會出現這種情況呢？
1、衡器使用單位
對于使用衡器的單位來講，有兩個指導思想：一是認為一臺衡器的分度值越小越好，特別是稱量單價比較高的物品；二是想衡器的分度值能夠盡量小一些，就可以使用大秤量的衡器稱量比較輕的物品，可以節省，不需要再購買小秤量的衡器。
2、衡器制造銷售企業
總想將衡器分度數的多少作為一個賣點，好像誰的產品分度數越多，其性能就越好一樣。殊不知這樣給自己的產品帶來穩定性差的隱患，只要使用現場有一點風吹草動，稱重儀表上的示值就上下變化。
我個人認為之所以會出現以上情況，有兩種原因：一是對概念不清楚，一是處于一種私利。
對于概念問題，就必須先來明確何為“檢定分度值”和“實際分度值”？
檢定分度值e：用于衡器分級和檢定的，以質量單位表示的值。
檢定分度數n：zui大秤量與檢定分度值之比，即n = Max/e。
實際分度值d：以質量單位表示的下述數值：
——對于模擬指示，系指相鄰兩個標尺標記所對應的值之差；
——對于數字指示，系指相鄰兩個示值之差。
對于私利問題，是不了解產品的實質，只是看到表面的現象，不能正確掌握產品的性能特點，其目的是想鉆管理的漏洞。作為使用單位來說，往往采購者只是考慮準確度的高低，而使用者則考慮產品的長期穩定性。作為銷售人員，總是與競爭對手比拼衡器的分度數多少，而不是產品的可靠性、穩定性。
二、標準與規程情況
在目前我們能夠看到的，不論是建議，還是產品標準和檢定規程，都對汽車衡產品進行了
嚴格而全面的規定。
1、有關規定
（1）衡器的檢定分度值與實際分度值相等，即e=d。
衡器的類型 檢定分度值
有分度衡器，無輔助指示裝置 e=d
有分度衡器，有輔助指示裝置 e 由制造商根據3.2 和3.4.2 的要求選擇。
但是，又規定：
只有特種準確度級（Ⅰ）和高準確度級（Ⅱ）衡器可以配備輔助指示裝置，該裝置可以是：
——配游碼的裝置；
——插值讀數裝置；
——補充顯示裝置；
——有微分標尺分度的指示裝置。
換句話說，就是“中準確度級（III）”衡器只能執行e=d 的規定。
（2）e≠d 的衡器
從以上規定可以看出，只有特種準確度級（Ⅰ）和高準確度級（Ⅱ）的衡器，其檢定分度值e由下
列表達式確定：
d≤e≤10d
e=10k kg,k是正整數、負整數或零。
（3）其他影響量和限制
安裝在室外的衡器，且沒有采取適當保護措施防止大氣環境影響時，如果衡器檢定分度數n 相
對較大，通常可能無法滿足其計量要求和技術要求。
（4）關于nLC≥n的規定
對于每只稱重傳感器，稱重傳感器的zui大分度數nLC應不小于衡器的檢定分度數n：
nLC ≥ n
這個規定實質上就限制了衡器的分度數。也就是說，汽車衡如果采用了C3 級（3000v）的稱重
傳感器，其檢定分度數也就zui多只能為3000e。
2、對結構的要求
（1）應用的適用性
衡器的結構設計應符合預期的使用目的。在剛剛發布的GB/T7723-2008《固定式電子衡器》中，
針對此條規定，對目前國內正常使用的，zui大秤量為30t 至150t 大型衡器的承載器，提出了相對
變形量的要求。即，新安裝后的檢測時，承載器zui大相對變形不大于1/800。
（2）使用的適用性
衡器的結構應合理、堅固、耐用，以保證其使用期內的計量性能。并且，對于安裝在基礎上的
衡器，其基礎應達到如下要求：
1）必須滿足該衡器zui大載荷時承載力要求；
2）基礎兩端應有一條長度等于承載器一半（但不要求超過12m）、寬度等于承載器的，并與承載器保持在同一水平面的平直通道。靠近承載器兩端至少有3m以上的，應用混凝土或其它堅固材料制造，可承受與衡器承載器相等的所有載荷；地上衡通道剩余部分的斜坡應確保便于車輛駛入。
（3）檢定的適用性
衡器的結構應符合測試的要求，其承載器應能使砝碼方便且安全地放置其上，否則應附加支撐裝置。
3、安全性
衡器不應有容易做欺騙性使用的特征。
衡器結構應滿足在控制元件意外失效或偶然失調時，應有顯著警示，除非不可能產生易于對確切功能的干擾。
衡器可以設置自動或半自動量程調整裝置。該裝置應安裝在衡器內部與其組成一體。被保護后，外部不可能對它產生影響。
三、規定e=d的原因
1、初始固有誤差
這是一個與衡器的基本構成部分有著密切關聯的名詞。
“初始固有誤差”是指：衡器在性能測試和量程穩定性測試前所確定的誤差。
從“初始固有誤差”的定義可以明確看出：任何一臺衡器自其設計制造安裝結束之后，這臺衡器的命運就已經確定的了。為什么要這樣講呢？因為，一臺衡器是由承載器、稱重傳感器、稱重儀表及基礎等四大部分組成的。在設計過程中，承載器的剛度、強度都是設計所決定的，稱重傳感器的技術指標也是設計時選擇的，稱重儀表的參數也是設計時選擇的，而基礎的質量是在施工制造中確定的。在這些原始數據確定的前提下，自然這臺衡器固有誤差也就確定了。
如果一臺zui大秤量為150t的汽車衡，檢定分度值為50kg，當實際分度值為20kg時，實際使用時的稱量值不可能反映真實的載荷重量，這是因為按照50kg的分度值檢定時，其反映的是50kg初始固有誤差的情況。如果這時將分度值調至20kg，在稱量時顯示的示值，不能代表該稱量載荷的實際重量值，只有按照20kg分度值進行設計、制造和安裝，才能反映實際的重量值。從下圖就可以清楚看出一臺相同秤量的汽車衡，其初始固有誤差的曲線在不同誤差帶中的情況。
2、環境影響問題
固有誤差：衡器在標準條件下確定的誤差。
從固有誤差的定義可以看出：在現場一定的環境條件、電源電壓、電磁場干擾情況相對穩定時，經過精心調試是可以改變一定的計量性能，但是不能根本改變其計量指標。所以R76-1建議才推薦：一般衡器的n=3000，只有采用非常特別的方法測試時，n才可以大于3000。此外，公路車輛衡和軌道衡，其檢定分度值不應小于10kg。
我曾經于90年代初設計過一臺高準確度的衡器，作為標定質量流量計的校準裝置，其檢定分度數達到7500。其前提是：在室內溫度變化只有10℃的環境下使用，且沒有流動性氣流影響。為此，設計時從眾多0.02%級的稱重傳感器中挑選重復性好的，同時挑噪聲指標zui小的稱重指示器，承載器的設計剛度優于1/2000，要求安裝基礎要整體性的同時，又要足夠的承載力。zui后驗收檢定時，各個稱量點的zui大誤差僅有允許誤差的一半。
四、結論
任何一臺衡器性能主要是在設計的先天確定了的，不論是zui大秤量，還是稱量準確度等級，后天在一定條件下只是可以改變局部的部分性能。如果想要獲得一臺高準確度等級的衡器產品，只有從設計開始，直至到制造、安裝、調試的每一個環節，都必須按照高準確度等級的標準去努力，而不是單單靠現場調試時改變分度值大小的工作。
同時，必須注意到高準確度等級的衡器，必須有相應準確度等級的標準砝碼進行量值傳遞。也就是講，沒有M1級的標準砝碼進行檢定，是不可能確定1/6000準確度等級衡器的。
參考文獻
1．R76-1《非自動衡器》（2006E）建議。
2．GB/T7723-2008《固定式電子衡器》國家標準。
3．陳日興“關于室外使用的衡器檢定分度數n不能大于3000的論述”，《稱重科技》，2006。