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大型衡器检测方法探讨

作者:时间:2013-07-01来源:网络收藏


如前所述,采用最大秤量的35%的标准砝码需要替代两次,采用最大秤量的20%的标准砝码需要替代四次。在目前一百吨、八十吨大型衡器如此普及的情况下,即是使用35%的标准砝码替代两次,也需要较长的时间和较大的人力物力。更何况随着测试时间的加长,会将一些无关的误差带到称量误差中来。再则,根据以上规定,当只有十吨以下标准砝码的县级计量管理部门,在检测五十吨以上衡器时也无法采用此方法。

(3)集成式检测方法

在国际法制计量组织所制定的R61《重力式自动装料衡器》、R107《非连续累计式自动衡器》和R134《动态公路车辆自动衡器》三个国际建议中分别都提到了一种检测方法,即“集成检定法”。这种方法是使用被测衡器的自有装置确定被称物品质量的约定真值,主要用于检测被测衡器的动态称量准确度指标。

使用这种检测方法的前提,一是要求被测衡器的静态称量准确度必须达到一定指标,并且要有一定的软件和硬件条件来保证检测过程正常运行。二是集成式检测方法是针对自动衡器使用的。

2.需要进行探讨的方法

鉴于目前我国在检测大型电子衡器中存在的问题,我想在此探讨几种检测方法的可行性,以解决检测中出现的一些难题。

(1)叠加法(比对法)

在1982年首次提出用叠加式标准机检测负荷传感器的工作原理和实施途径以来,1989年被列入力值计量器具检定系统框图,1992年叠加式力标准机检定规程分布实施以来,叠加式标准机已在全国各传感器生产单位普遍得到使用。

叠加法可以检测准确度高于衡器的称重传感器,为什么不能用来检测衡器呢?

这里首先是一个立法问题。即在有关检定规程中确立叠加法检定衡器的可行性地位;其次是具体的检测方法和步骤问题,即如何检测偏载,如何进行不同称量值的性能检测,如何进行鉴别力的检测等等;关键是衡器本身的结构如何满足这种方法的实施问题。

如果用叠加法来检测一台衡器的方法可行,那么检衡车上拉的就不是标准砝码,而是液压系统和检测结构了。这不论从载重量上,还是运输的安全性上都好的多。

当然,用叠加法检测衡器还有一些技术问题有待解决。

① 检测结构的问题

对于偏载检测,检测用结构比较简单,对于称量检测,其检测用结构就比较复杂和笨重了。

② 关于加载点问题

对于偏载检测,检测时加载点是作用在称重传感器上方的承载器上的;但对于各称量点准确度检测时,其检测点与承载器接触面积也不会大,最大也仅仅是作用在一条线上,不可能象砝码一样有较大面积的压在承载器上。由此可以想像到,用叠加法检测衡器称量准确度的这个方法,对承载器的刚度、强度要求比用砝码法高的多。

③ 以点代面问题

偏载检测时所用载荷量是该衡器最大秤量的1/n-1,也就是讲,几个称量点所用载荷量的总量大于该衡的最大秤量。是否可以这样认为,当一台衡器在偏载检测合格后,其称量准确度就不必再检测了(当然,这是建立在承载器结构的刚度设计合格的前提之下)。

④ 标准问题

我想要在大型衡器上采用“叠加法”检测其计量性能取得合法地位,如前面所讲的立法问题,就是要首先制定一部相关的产品标准和产品检定规程。用产品标准对有关衡器的结构进行规范;用产品检定规程对有关的检测器具、标准器提出要求,使检测程序、检测方法和检测部位规范化。

在过去的几十年中一些企业已将“叠加法”的检测方法应用到非贸易结算的衡器上,并且取得大量经验,我们可以在专用杂志和论文集中看到它们的身影。经过如此长时间了,为什么没有将此法推广开来?其主要原因可能就是没有给此法正名吧。

⑤ 力源的稳定问题

力源的稳定性是反映系统控制性能的重要指标,也关系到整机计量性能的准确度问题。许多地方使用简单的液压千斤顶作为力源,使用叠加法检测衡器,由于各个环节在外力作用下都在发生变形,所以作用于传力系统上的力是弹性的,这样从称重显示器上就读不到一个稳定的示值,很难说清楚测量的准确度是多少了。目前在叠加式力标准机上用于补偿力值变化的方法,主要有压电陶瓷装置和电液伺服控制装置。但是使用这两种控制装置的叠加检测系统造价比较高,推广使用比较困难,建议研制普及型的产品。

(2)计算法

① 理论基础:

计算法的理论基础是:

输出信号=供桥电压×称重传感器灵敏度×(载荷当量值/称重传感器数量×称重传感器最大秤量)

② 方法步骤:

a 首先,检测出空载状态时的输出信号值;
b 其次,加1/10最大秤量标准砝码,并检测出此时的输出信号值;
c 然后,再连续加两个1/10最大秤量标准砝码,检测出此时的输出信号值,并比较其线性;
d 如果有条件,可再加一定量值的标准砝码,测出其输出信号值,且与前线性进行比较。

③ 相关影响量:

a 供桥电压的偏差值修正;
b 称重传感器灵敏度偏差值修正。

④ 基本条件:

采用计算法的前提条件是生产地位必须提供以下基本器件的相关参数:

a 称重传感器准确度是多少;
b 称重显示控制器线性指标是多少;
c 承载器设计刚度的计算数据;
d 衡器基础的承载力要足够。

也可以讲,计算法是一种综合控制法,我们可以根据制造单位所提供的承载器计算参数,将有限的标准砝码集中放置于承载器的局部位置,用百分表或钢尺测量出承载器的变形量,来核对制造单位所提供的计算参数,这样检测者不但得到该称量值的计量误差,也同时得到该衡的指标。
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