低成本快速檢定電子汽車衡的方法

王鈺翔 黃 濤

(廣西河池市計(jì)量測試研究所，河池 547000)

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低成本快速檢定電子汽車衡的方法

王鈺翔 黃 濤

(廣西河池市計(jì)量測試研究所，河池 547000)

介紹在沒有檢衡車的情況下，使用手動(dòng)叉車和砝碼墊板檢定電子汽車衡的方法，對砝碼墊板進(jìn)行測量結(jié)果不確定度評定，證明砝碼墊板可以替代M2級(jí)砝碼的可行性，從而減少了檢定時(shí)搬運(yùn)砝碼的次數(shù)，不僅降低了檢定人工成本，還縮短了檢定電子汽車衡的時(shí)間。

電子汽車衡；叉車；砝碼；砝碼墊板；電子臺(tái)秤；測量不確定度

0 引言

電子汽車衡是大型的稱重計(jì)量器具，其稱重的目的大多是用于參與貿(mào)易結(jié)算[1]，用于貿(mào)易結(jié)算的電子汽車衡需要進(jìn)行強(qiáng)制檢定，有的省市還根據(jù)當(dāng)?shù)仄嚭獾氖褂妙l率，縮短檢定周期。依據(jù)JJG 539—1997《數(shù)字指示秤》規(guī)定，檢定電子汽車衡時(shí)采用砝碼作為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器[2]。目前市場上已經(jīng)有了檢衡車這樣一個(gè)成熟產(chǎn)品，它能快速的對電子汽車衡進(jìn)行檢定。但是，檢衡車的造價(jià)太高，不是每個(gè)計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)都有能力配備的。目前，大部分計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)還是使用規(guī)格為20kg或25kg的M1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)砝碼，按照“螞蟻搬家”的方式對電子汽車衡進(jìn)行檢定。用20kg的M1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)砝碼來檢定電子汽車衡最大的弊端就是需要耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間來搬運(yùn)砝碼，尤其是在檢定電子汽車衡偏載準(zhǔn)確度項(xiàng)目的時(shí)候，根據(jù)稱重傳感器的數(shù)量和位置，需要搬運(yùn)十幾次砝碼。作者在檢定電子汽車衡的時(shí)候，聽到最多的就是搬運(yùn)工的怨言。如何在不使用檢衡車的情況下又可以低成本快速檢定電子汽車衡？作者根據(jù)自身實(shí)際操作總結(jié)出了一套已經(jīng)在本所實(shí)踐的方法供同行參考。

1 尋找改良方法

檢衡車因?yàn)橛辛似鸬跹b置和滾動(dòng)型砝碼，極大的縮短了搬運(yùn)砝碼時(shí)間，所以可以快速檢定汽車衡。我們?nèi)绾卧谠袠?biāo)準(zhǔn)器的基礎(chǔ)上降低檢定成本，只能從搬運(yùn)砝碼找突破口，找出縮短搬運(yùn)砝碼時(shí)間的方法。有人使用企業(yè)內(nèi)部的叉車或者鏟車開上電子汽車衡來進(jìn)行偏載檢定，由于叉車大多是4t左右，重量不夠，效果不理想，而鏟車的負(fù)重接觸面積又過大，把整個(gè)臺(tái)面都覆蓋了，與重車壓過沒有什么區(qū)別，根本檢不了偏載，更何況不是所有的企業(yè)都有這兩種特種車輛。作者訂購了一輛可以承載3t的手動(dòng)液壓叉車，根據(jù)叉車和砝碼擺放的尺寸設(shè)計(jì)出砝碼墊板的圖紙，之后到機(jī)械廠按圖紙進(jìn)行加工，加工工藝主要是切割與焊接，材料選用槽鋼。我們把墊板的凈重量控制在79.9kg/塊，設(shè)計(jì)每塊墊板上能擺放3t砝碼。砝碼墊板制成后，用電子臺(tái)秤把墊板的凈重量修正、標(biāo)定為80kg/塊，誤差控制在M2級(jí)砝碼的允許誤差范圍之內(nèi)，用墊板替代M2級(jí)砝碼，這樣一來，砝碼墊板在搬運(yùn)過后，不用再取下來，而且還能滿足檢定要求。作者定制了4塊砝碼墊板，加上手動(dòng)液壓叉車，總共花費(fèi)了0.5萬元左右。

2 砝碼墊板的設(shè)計(jì)

在檢定電子汽車衡之前，我們先讓大的重貨車在電子汽車衡上稱量三次，若重復(fù)性誤差滿足小于0.2e，一般e=20kg，就是重復(fù)性小于4kg，就可以用恒定的載荷替代標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行檢定。既然可以使用替代法，那么我們把砝碼墊板替代砝碼也就不算違反規(guī)程規(guī)定了。我們設(shè)計(jì)每塊墊板放置3t砝碼，層疊3層擺放，每層擺放1t砝碼。

根據(jù)1t砝碼擺放的外圍尺寸，留些余量，設(shè)計(jì)墊板平面外觀的尺寸為長1.2m，寬1.1m，如圖1所示。

圖1 砝碼墊板設(shè)計(jì)圖紙

考慮到要承受3t的砝碼重量，墊板面板部分選用5號(hào)槽鋼，墊板腳則選用10號(hào)槽鋼，腳高10cm可以保證手動(dòng)液壓叉車能順利插入墊板底部[3]。在墊板中腳上焊接一個(gè)可以往內(nèi)加入鉛塊的圓筒，這個(gè)圓筒用于修正、標(biāo)定墊板凈重量，作者稱之為“加鉛筒”。加鉛筒的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 加鉛圓筒設(shè)計(jì)圖

整個(gè)砝碼墊板焊接結(jié)束后，對其進(jìn)行打磨毛邊、除銹、噴上油漆，墊板的凈重量在79.9kg左右，如果凈重量差太多，可以在墊板中腳位置加焊一節(jié)適重的8號(hào)槽鋼補(bǔ)足重量[4]。

3 砝碼墊板的標(biāo)定

為了能準(zhǔn)確掌握砝碼墊板的凈重量，我們采用比較法來對其進(jìn)行標(biāo)定。首先，準(zhǔn)備好分度值為d=10g，最大稱量為100kg的電子臺(tái)秤作為控制衡器，其次是80kg的M1級(jí)砝碼。用電子臺(tái)秤稱量80kg的M1級(jí)砝碼，記下閃變點(diǎn)，取下，放上砝碼墊板，往圓筒里加入差量的鉛塊，使電子臺(tái)秤的化整前示值與剛才稱量M1級(jí)砝碼時(shí)的一致。然后擰緊活動(dòng)封蓋，砝碼墊板的凈重量修正、標(biāo)定完成[5]。

4 砝碼墊板測量不確定度評定

砝碼墊板的測量不確定度計(jì)算已經(jīng)有很多實(shí)例，需要考慮的不確定度來源有兩個(gè)，一個(gè)是用于稱量的電子臺(tái)秤，另外一個(gè)就是砝碼墊板稱量結(jié)果[6]，不確定的計(jì)算過程本文不做詳細(xì)描述，直接帶入計(jì)算結(jié)果。

4.1 電子臺(tái)秤的擴(kuò)展不確定度[7]

所選擇的電子臺(tái)秤(分度值=10g，在50%Max稱量點(diǎn)50kg時(shí)測量)擴(kuò)展不確定度U95為：

U95=k·uc=2.00×1.81=3.62g，neff=60

電子臺(tái)秤50%Max稱量點(diǎn)50kg時(shí)最大允許誤差為±1.5e，即為15g，擴(kuò)展不確定度不應(yīng)大于最大允許誤差的1/3(5g)，說明電子臺(tái)秤的測量不確定度合格，可以用于標(biāo)定砝碼墊板。

4.2 砝碼墊板的測量不確定度

砝碼墊板放在電子臺(tái)秤上稱量10次，得出的砝碼墊板擴(kuò)展不確定度U95為：

U95=k·u2mc=2.00×1.85=3.7g，neff=64

查砝碼最大允許誤差的絕對值表得知80kg 的M2級(jí)砝碼的最大允許誤差為12.6g，說明砝碼墊板的測量不確定度合格。

5 驗(yàn)證

通過砝碼墊板的測量不確定度評定，把80kg的砝碼墊板當(dāng)作M2級(jí)砝碼使用是可行的，我們完全可以把砝碼墊板用來替代同等重量M2級(jí)的砝碼。30t的M1級(jí)砝碼的最大允許誤差為1500g，80kg的M2級(jí)砝碼的最大允許誤差為12.6g，總的最大允許誤差為1512.6g，一般電子汽車衡的分度值為20kg或10kg，以分度值為10kg的電子汽車衡為例，在30t稱量點(diǎn)時(shí)的最大允許誤差為15kg，依據(jù)JJG 539—1997《數(shù)字指示秤》對標(biāo)準(zhǔn)砝碼誤差的要求是被檢電子汽車衡的相應(yīng)稱量最大允許誤差的1/3，砝碼和砝碼墊板的最大誤差是電子汽車衡最大允許誤差的1.512/15，完全滿足規(guī)程要求的標(biāo)準(zhǔn)器最大允許誤差為被檢電子秤最大允許誤差1/3的規(guī)定。所以說利用手動(dòng)液壓叉車搬運(yùn)砝碼來檢定電子汽車衡的方法是可行的[8]。

6 結(jié)束語

檢衡車的造價(jià)和使用費(fèi)用不是每個(gè)基層計(jì)量所都有能力承受的，但是我們可以利用手動(dòng)液壓叉車搬運(yùn)砝碼這個(gè)方法來檢定電子汽車衡，只要我們能在修正、標(biāo)定砝碼墊板凈含量上做足功課，并且測量不確定度評定合格，這個(gè)方法還是可以在全國范圍內(nèi)的基層計(jì)量所中推廣的。

[1] 魯新光，史莉，等.電子汽車衡.中國計(jì)量出版社，2009.4

[2] 閆寶珠，王振文，劉鑑，隋建軍，等.JJG 539—1997數(shù)字指示秤.中國計(jì)量出版社，1998

[3] 龔慶華,馮超,王莉娟,鄧翠青,杜傳治,等.GB/T 706—2008熱軋型鋼.中國計(jì)量出版社，2009.12

[4] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.第5版.化學(xué)工業(yè)出版社，2010.1

[5] 姚弘，陳利，等.JJG 99—2006 砝碼.中國計(jì)量出版社，2007

[6] 趙亞軍.天平砝碼秤測量不確定度評定.中國計(jì)量出版社，2012.3

[7] 葉德培，趙峰，施昌彥，原遵東，沙定國，周桃庚，陳紅.JJF 1059.1—2012 測量不確定度評定與表示技術(shù)規(guī)范.中國計(jì)量出版社，2013

[8] 林影星，陳丹英.計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí).第2版.中國計(jì)量出版社,2008

10.3969/j.issn.1000-0771.2015.05.21