本文在電子秤二影響一電壓變化和電壓暫降、短時(shí)中斷的識(shí)別與理解上作 一些分析說明，以便澄清該方面認(rèn)知上的模糊。

一、引言

多數(shù)電子秤是從低壓供電電網(wǎng)上直接獲取工作能量, 并往往與各種各樣不同的電器和電子設(shè)備同時(shí)在一電源上運(yùn)行。這些用電設(shè)備不可避免地對(duì)供電電網(wǎng)產(chǎn)生反作用, 從而導(dǎo)致電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和一些干擾電壓疊加到電源電壓上。

這些現(xiàn)象本質(zhì)上是隨機(jī)的, 其特征可以用偏離額定電壓及相關(guān)參量來表述。為了模擬這些供電電網(wǎng)電壓變動(dòng)的效應(yīng), 進(jìn)而評(píng)價(jià)該狀態(tài)之下電子秤的計(jì)量性能, 國際及我國的電子秤產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)法規(guī)將其主要?dú)w結(jié)為電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化二不同項(xiàng)目名稱的影響要求和試驗(yàn)規(guī)定。

表面上來看, 這二類影響的呈現(xiàn)特征均來自電子秤的供電電源。我們知道, 描述供電電源特征參數(shù)主要有三個(gè), 電壓幅值、頻率及交流電的相位。顧名思義 , 電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化三術(shù)語表現(xiàn)的內(nèi)在差異 , 皆在供電電壓的幅值上 , 只是其幅值大小不同而已。因而, 將這兩種影響放在一起處理, 似乎是水到渠成, 是理所當(dāng)然的事情了。其實(shí)不然, 雖說相去不遠(yuǎn), 但之間的差別不容忽視, 差別主要源自影響作用的時(shí)間短長。

本文就電子秤這二類影響—電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化的規(guī)定要求及試驗(yàn)評(píng)價(jià)作些分析說明。最后 , 順便介紹一下 , 最近電子秤國際技術(shù)法規(guī)R76 在該方面將要作出的調(diào)整與變化。

二、影響量—影響因子和干擾

電子秤供電電壓在稱重測(cè)量過程中不是被測(cè)量的, 被測(cè)量的是被稱物的質(zhì)量。但由于其供電電壓的暫降、中斷和相對(duì)緩慢的波動(dòng) , 對(duì)電子秤完成其稱重操作功能產(chǎn)生了不可忽視的作用, 進(jìn)而影響到其稱量結(jié)果。我們將這些稱之為“影響量”。

由“影響量”的定義, 我們可以看出, 電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化皆是影響電子秤響應(yīng)特性的“影響量”。

電壓暫降、短時(shí)中斷是由于供電電網(wǎng)、電器設(shè)備儀表的故障或負(fù)荷突然出現(xiàn)大的變化引起的。電壓變化是由連接到供電網(wǎng)上的負(fù)荷連續(xù)變化導(dǎo)致的。不同的機(jī)理, 自然對(duì)電子秤的稱量性能及稱量結(jié)果的影響有所不同。雖然,前面我們用“影響量”來 定性地概括了這二類現(xiàn)象和作用，但在需要定量評(píng) 估這些影響時(shí),我們卻遇到了困難。

上世紀(jì)八十年代中期，國際法制計(jì)量組織 (OIML)通過D11《電子測(cè)量儀器的通用要求》。R74 《電子衡器》和R76《非自動(dòng)衡器的計(jì)量和技術(shù)要 求一試驗(yàn)》等國際文件、國際建議及國際建議草 案,在定性的術(shù)語“影響量”之下,進(jìn)行了分層,提出 了定量的二概念一影響因子和干擾,以解決上面 我們遇到的問題，從而使評(píng)價(jià)這些影響對(duì)衡器計(jì)量 性能的作用效果時(shí),具備了應(yīng)有的操作性。

影響因子,一種影響量,其值處于電子測(cè)量儀 器包括衡器）規(guī)定的額定操作條件之內(nèi)。

干擾,一種影響量,其值處于國際建議規(guī)定的 極限之內(nèi),但處于電子測(cè)量儀器包括衡器）規(guī)定的 額定操作條件之外。

上面的電壓變化的試驗(yàn)特征被視為“影響因 子”，電壓暫降、短時(shí)中斷的試驗(yàn)特征列為“干擾”

由“影響因子”和“干擾”的定義，我們看到，“額 定操作條件”成為二者的分水嶺。

我國及國際電子秤產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)是這樣 界定“額定操作條件”的，設(shè)定了諸影響量數(shù)值范圍 的使用條件，在這個(gè)范圍內(nèi)使用時(shí)，電子秤的計(jì)量特 性將處于規(guī)定的最大允許誤差mpe)之內(nèi)。

這里，設(shè)定了數(shù)值范圍的“影響量”，主要是指 影響因子。國際及我國衡器技術(shù)法規(guī)與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)主 要規(guī)定的影響因子有：傾斜、溫度、濕度、時(shí)間，當(dāng)然 包括電壓和電壓變化。除了這些規(guī)定了數(shù)值范圍的 影響量外，還提出了一些定性要求的影響量一其 它影響量和制約因素，如振動(dòng)、氣流和機(jī)械約束等。

這里“電子秤的計(jì)量特性……”，國際及我國衡器 技術(shù)法規(guī)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)主要提出的有：響應(yīng)特性—— 稱量性能、鑒別力、重復(fù)性、量程穩(wěn)定性和耐久性 等。

在此基礎(chǔ)上，國際及我國電子秤的技術(shù)法規(guī)與產(chǎn) 品標(biāo)準(zhǔn)形成了 “影響因子”一電壓變化的規(guī)定和 試驗(yàn)條件、方法、程序及數(shù)據(jù)處理、結(jié)果判定的一整 套系統(tǒng)的規(guī)范要求。

干擾，其值處于額定操作條件之外，國際建議 的極限之內(nèi)。國際及我國衡器的技術(shù)法規(guī)和產(chǎn)品標(biāo) 準(zhǔn)最新的修改版本，對(duì)電壓暫降、短時(shí)中斷的“極 限”條件是這樣規(guī)定的，見下表：

熟悉電子秤國際技術(shù)法規(guī)和我國產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的同 志一定知道，上面表格里的規(guī)定及數(shù)值，與過去的 國際建議提出的要求有了很大的不同。

三、增差、顯著性增差和固有誤差

干擾，其值處于額定操作條件之外，意味著該 影響下電子秤稱量結(jié)果合格與否的判定不能用一般 的最大允許誤差mpe)和稱量結(jié)果間的允許誤差值 來做依據(jù)。因?yàn)椋~定操作條件給出的諸影響量數(shù) 值范圍，目的是使電子秤的計(jì)量性能處于規(guī)定的最大 允許誤差之內(nèi)的使用條件。為此，國際及我國電子秤產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)引入了增差fault)與顯著增差 (significant fault) 二個(gè)概念。

增差，電子秤的示值誤差與固有誤差之間的差 值。固有誤差，電子秤在標(biāo)準(zhǔn)條件下的誤差。固有誤 差，有時(shí)也被稱之為“基本誤差”

顯著性誤增差，大于e的增差。

這里的e，是指電子秤的檢定分度值，是用來對(duì)電子秤分等分級(jí)的。它是電子秤必備的說明性指標(biāo)，技術(shù) 法規(guī)與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，電子秤在最明顯的地方出現(xiàn)e 值，該衡器的使用者及顧客在不移動(dòng)電子秤就能清楚 地看到。

還需要特別指出的是，試驗(yàn)中發(fā)生的下面幾種 超過e值的現(xiàn)象，不能認(rèn)為是電子秤出現(xiàn)了顯著性的 增差。這些情況有：

—電子秤內(nèi)部由于同時(shí)發(fā)生的且相互獨(dú)立的 諸因素而引起的增差；

—意味著不可能進(jìn)行任何測(cè)量的增差；

—嚴(yán)重程度勢(shì)必被所有關(guān)注測(cè)量結(jié)果的人 員所察覺的增差；

—由于示值瞬間變化而引起的暫時(shí)性增差。 作為測(cè)量結(jié)果，它們無法解釋、存儲(chǔ)或傳輸。

國內(nèi)有將“增差“顯著性增差”稱之為“干擾誤 差“顯著干擾誤差”。

四、國際技術(shù)法規(guī)的調(diào)整、充實(shí)與變化

影響因子一電壓變化，干擾一電壓暫降、短時(shí)中斷這兩方面, 國際衡器技術(shù)法規(guī) R76 將做出一些調(diào)整、充實(shí)和變化。下面做一點(diǎn)介紹說明, 并與92 版做出對(duì)照。

( 1) 電源變化的規(guī)定

92版的衡器國際技術(shù)法規(guī) R76“電源變化”的規(guī)定分為“ 電網(wǎng)工作 ”和“ 電池工作 ”二 種 , 分別在“計(jì)量要求”和“電子衡器要求”二章給出, 規(guī)定的描述簡單:

—供電電源出現(xiàn)下列變化, 電子秤上標(biāo)注的電壓變化- 15%~10%, 頻率變化- 2%~2%, 電子秤應(yīng)符合計(jì)量要求。

—使用電池工作的電子秤, 一旦電壓低于制造廠規(guī)定數(shù)值時(shí) , 電子秤要么應(yīng)正常工作 , 要么不指示任何重量值。

即將問世的 R76 把分別二章的“電壓變化”規(guī)定一并在“計(jì)量要求”一章中給出, 去掉了頻率變化的要求, 增加了不少內(nèi)容。具體如下:

電子秤在下列情況下應(yīng)滿足計(jì)量要求 , 其中標(biāo)稱電壓( Unom) 或電壓范圍( Umin, Umax) :

—電源 ( AC) , 下限=0.85Unom 或 0.85Umin, 上限=1.10Unom 或 1.10Umax;

—外接或插入式電源( AC 或 DC) , 上限=最低操作電壓, 上限=1.20Unom 或 1.20Umax;

—非充電電池電源( DC) , 下限=最低操作電壓, 上限=Unom 或 Umax;

—12V 或 24V 公路車輛電池電源, 下限=最低操作電壓 , 上限=16V( 12V 電池) 或 32V( 24V 電池) 。

這里的最低操作電壓規(guī)定為電子秤自動(dòng)關(guān)機(jī)前盡可能低的操作電壓。這里還包括電子秤工作期間電池能夠充電的電池電源。

除了以上規(guī)定, 新 R76 還在此款的最后 , 保留了 92 版“ 電子秤的要求 ”的 規(guī)定 , 使用電池工作的電子秤, 一旦電壓低于制造廠規(guī)定數(shù)值時(shí) , 電子秤要么應(yīng)正常工作, 要么不指示任何重量值。

( 2) 電壓暫降、短時(shí)中斷的試驗(yàn)規(guī)范

電壓暫降、短時(shí)中斷, R76- 1992 版和即將問世的修改版都只在“ 電子秤的要求 ”一 章“ 性能測(cè)試”一款中提到要按建議后面的附錄 B“電子秤附加測(cè)試程序”的 B.2 進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)。這點(diǎn)與“影響因子”的描繪是不同的。二者在該文獻(xiàn)中的敘述方式不完全對(duì)稱容易產(chǎn)生誤導(dǎo)。

這項(xiàng)干擾試驗(yàn),電子秤附加測(cè)試程序從三方面提出了規(guī)范要求—簡要試驗(yàn)程序、試驗(yàn)嚴(yán)酷度和最大允許偏差。其中除了“ 試驗(yàn)嚴(yán)酷度 ”有 變化外, 其它二內(nèi)容均無絲毫更改。

試驗(yàn)嚴(yán)酷度 , 即將出版的 R76 的規(guī)定 , 前面表格已給出“極限條件”,這里不再述。R76- 1992 版是這樣規(guī)定的：

看來, 二版的 R76 在“電壓暫降、短時(shí)中斷 ”試驗(yàn)的極限值的規(guī)定差異還真不小 , 新版本的規(guī)定趨向更全面、更系統(tǒng)。