通過(guò)JJG555-96《非自動(dòng)秤通用檢定規(guī)程》的分析，介紹了地磅的分度值與傳感器分度數(shù)的關(guān) 系，并結(jié)合實(shí)例說(shuō)明了地磅的分度數(shù)不能大于3 000的原因。

隨著生產(chǎn)規(guī)模的逐步擴(kuò)大,各種大型地磅已 滲透到了生產(chǎn)的方方面面,各單位對(duì)地磅精度的要求 也越來(lái)越高,各種地磅的分辨率在不斷提高,分度數(shù) 也在增大。普遍認(rèn)為秤的分度值越小,它的準(zhǔn)確性就 越高,其實(shí)這是一個(gè)誤區(qū)。分度值應(yīng)按要求確定,調(diào)小 分度值不僅會(huì)影響地磅的穩(wěn)定性,還會(huì)影響計(jì)量 數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

1.標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)程

秤在使用過(guò)程中，其分度值的設(shè)定非常嚴(yán)謹(jǐn),是 嚴(yán)格按照檢定規(guī)程,結(jié)合衡器的相應(yīng)配置,如稱(chēng)重顯 示控制器、傳感器、最大秤量等設(shè)定的。目前不論是國(guó) 際建議還是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和檢定規(guī)程,都對(duì)衡器產(chǎn)品進(jìn)行 了嚴(yán)格而全面的規(guī)定。

l)JJG555-96《非自動(dòng)秤通用檢定規(guī)程》通用要 求,實(shí)際分度值d是指以質(zhì)量單位表示的下述數(shù)值：

(1)對(duì)于模擬指示，系指相鄰兩個(gè)標(biāo)尺標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的 值之差;(2)對(duì)于數(shù)字指示，系指相鄰兩個(gè)示值之差。 實(shí)際分度數(shù)是指最大秤量與實(shí)際分度值之比，即 n=MaM。檢定分度值e是用于衡器分級(jí)和檢定時(shí)使 用、以質(zhì)量單位表示的值。其中,檢定分度值代表了 秤的絕對(duì)準(zhǔn)確度，因此檢定分度值越小,秤的絕對(duì)準(zhǔn) 確度越高,反之秤的絕對(duì)準(zhǔn)確度越低。檢定分度數(shù)n 是最大秤量與檢定分度值之比,即 n=Max/e。 檢定分 度數(shù)代表了秤的相對(duì)準(zhǔn)確度，因此檢定分度數(shù)越多， 秤的相對(duì)準(zhǔn)確度越高,反之秤的相對(duì)準(zhǔn)確度越低。

由此可見(jiàn),秤的準(zhǔn)確度等級(jí)是依據(jù)檢定分度值e和 檢定分度數(shù)n來(lái)確定的。秤的準(zhǔn)確度等級(jí)分為中準(zhǔn) 確度和普通準(zhǔn)確度,可稱(chēng)為3級(jí)和4級(jí),用符號(hào)III和 IV表示。目前新鋼公司所使用的計(jì)量秤都是3級(jí)。

2)《非自動(dòng)秤通用檢定規(guī)程》還規(guī)定秤的檢定分 度值與實(shí)際分度值相等，即e=d。這就給出了秤的準(zhǔn) 確度等級(jí)與秤的計(jì)量特征之間的關(guān)系,但這僅是秤達(dá) 到相應(yīng)準(zhǔn)確度等級(jí)要求的必要條件。同時(shí)規(guī)程中還 規(guī)定：安裝于室外,而無(wú)大氣適當(dāng)保持措施的秤，其 分度數(shù)不能太大,分度值不能太小,n應(yīng)不大于3 000, 否則秤的零點(diǎn)和示值都難以穩(wěn)定,無(wú)法得到可靠的結(jié)果。

秤的零點(diǎn),特別是電子秤的零點(diǎn),是評(píng)價(jià)秤計(jì)量 性能的基礎(chǔ)。一旦電子秤的零點(diǎn)產(chǎn)生漂移,維護(hù)起來(lái) 將較困難。引起電子秤零點(diǎn)漂移的原因有很多,要判 斷起來(lái)非常難,這里主要論述其中的一種:傳感器的 分度值的選擇與零點(diǎn)漂移的關(guān)系。

傳感器作為電子秤的心臟，它的準(zhǔn)確度直接關(guān) 系到電子秤的精度，我國(guó)JJG555-1996《非自動(dòng)秤通 用檢定規(guī)程》等效采用了國(guó)際法制計(jì)量組織OIML R60 國(guó)際建議,其中對(duì)傳感器進(jìn)行了以下規(guī)定。

(1)稱(chēng)重傳感器的最大稱(chēng)量應(yīng)符合：Emax>QMaxR/N 式中:E_為稱(chēng)重傳感器的最大稱(chēng)量#為傳感器個(gè) 數(shù);Max為秤的最大秤量;R為縮小比,考慮到對(duì)傳感 器最嚴(yán)格的要求,取R=1;Q為修正系數(shù),一般0>1。

(2)稱(chēng)重傳感器的最大分度數(shù)應(yīng)符合：nLc≥n。

(3)稱(chēng)重傳感器的最小靜載荷輸出恢復(fù)值DR應(yīng) 滿(mǎn)足 DR ≤0.5eR/W。

式中:R=1,則DR≤0.5e/N根號(hào)。當(dāng)DR未知時(shí),應(yīng)滿(mǎn)足條 件：nLC ≥ Max/e。

(4)稱(chēng)重傳感器的最小檢定分度值應(yīng)符合：

Vmin≤eR/N根號(hào)。

式中:R = 1,則Vmm≤e/VN ,即傳感器的最小檢定分 度值要小于等于秤的分度值。

（5）在實(shí)際的使用中，稱(chēng)重傳感器最大分度數(shù) 應(yīng)滿(mǎn)足從稱(chēng)重傳感器的最小檢定分度值

和最大秤量Emax滿(mǎn)足的關(guān)系式Vm在eR/VN ；

Emax> QMaxR/N。

2.限制地磅分度數(shù)的原因

由于這實(shí)質(zhì)上限制了衡器的分度數(shù)，即地磅如果采用了匕級(jí)(3 000 V)的稱(chēng)重傳感器，秤的 檢定分度數(shù)最多只能為3 000 e。因此,在量程一定 的前提下,調(diào)小分度值,分度數(shù)就會(huì)變大,超出3 000 的范圍，不符合設(shè)計(jì)要求。目前新鋼公司計(jì)量秤所使 用的傳感器一般都是匕級(jí)的傳感器,按照國(guó)際法制 計(jì)量組織(OIMI)第六十號(hào)（R6()國(guó)際建議4.4.4誤 差分配原則,C3級(jí)傳感器用于制造檢定分度數(shù)不大 于3 000分度的III級(jí)秤。但是在規(guī)程執(zhí)行中這些條 款并沒(méi)有引起計(jì)量監(jiān)督執(zhí)法部門(mén)與制造廠商、用戶(hù) 的重視,導(dǎo)致市場(chǎng)上最大檢定分度數(shù)n值>3 000的 產(chǎn)品比比皆是。根據(jù)JJG539-1997《數(shù)字指示秤》檢 定規(guī)程的規(guī)定，中準(zhǔn)確度等級(jí)的數(shù)字指示秤，當(dāng)其檢 定分度值不小于5 g時(shí)，其檢定分度數(shù)最小為500, 最大為10 000[2]。以分度值設(shè)定為10 kg的120 t地磅為例，其選用的傳感器最大秤量為45 t,準(zhǔn)確度等 級(jí)為匕,數(shù)量為8只,其靈敏度為2 mV/V;選用的稱(chēng) 重控制顯示器的供橋電壓為12 V,最高輸入靈敏度為 1 |xV。汽車(chē)衡的檢定分度數(shù)為n=120 000/10=12000, 那么該汽車(chē)衡的最大輸出信號(hào)為12Vx2 mV/Vx 120 t/(8只x45 t)=8 mV海個(gè)檢定分度值輸出信號(hào)為 8 mV/12 000=0.67 |xV,該值小于稱(chēng)重顯示控制器的 最高輸入靈敏度,則結(jié)論是該地磅不能正常工作。 另外,稱(chēng)重傳感器的分度數(shù)為3 000,最大秤量為45 t, 那么該傳感器的檢定分度值為15 kg,大于該地磅的檢定分度值,也表明該地磅不能正常工作。

3.環(huán)境對(duì)地磅分度值的影響

秤的檢定分度數(shù)超過(guò)了傳感器的最大檢定分度 數(shù),從根本上違背了秤用傳感器的計(jì)量學(xué)要求和計(jì) 量中的誤差分配原則，從理論上來(lái)說(shuō)系統(tǒng)是不穩(wěn)定 的,所以會(huì)出現(xiàn)零點(diǎn)漂移的現(xiàn)象,只要使用現(xiàn)場(chǎng)有一 點(diǎn)外界影響,稱(chēng)重儀表上的示值就上下變化。目前新 鋼公司所使用的一些秤上就經(jīng)常出現(xiàn)這種現(xiàn)象，如 五泵站汽車(chē)衡、大道口軌道衡、三鋼鐵水秤、9#爐鐵 水液面計(jì)等。五泵站東汽車(chē)衡從安裝完后就一直有底 數(shù),后來(lái)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的觀察才發(fā)現(xiàn)是風(fēng)力的影響。 該汽車(chē)衡最大量程為120 t,分度值為20 kg,分度數(shù) 為6 000,選擇的傳感器最大秤量為50 t,準(zhǔn)確度等 級(jí)為匕,分度數(shù)為3 000。秤的分度數(shù)為傳感器的2 倍，完全不符合國(guó)際法制計(jì)量組織(OIML)R76國(guó)際 建議在1992年版的其它影響量和制約因素的技術(shù) 要求條款中的規(guī)定。

在JJG555-96檢定規(guī)程中還對(duì)衡器所處的環(huán)境 以及大氣壓力、溫度、濕度、電源等都作了規(guī)定。一般 情況下,衡器如無(wú)特殊要求,適用溫度范圍都為-10~ +40 ^,衡器型式批準(zhǔn)的溫度測(cè)試也按此范圍進(jìn)行。 對(duì)于⑩秤,一般要求達(dá)到n=3 000時(shí),在該界限內(nèi)應(yīng) 符合計(jì)量要求。但是在夏天烈日當(dāng)空的露天條件下, 特別是沒(méi)有遮陽(yáng)措施的地磅或軌道衡的上蓋板或 鋼軌表面溫度一般要高出地面氣溫近10~30 T：。由 于電子秤的電子器件對(duì)溫度十分敏感，因而溫度的 微小反應(yīng)都會(huì)給稱(chēng)量結(jié)果帶來(lái)較大的影響。風(fēng)力的 大小也將直接影響到露天和半露天使用衡器的計(jì)量 準(zhǔn)確度。以五泵站東地磅為例，當(dāng)有6級(jí)陣風(fēng),風(fēng) 向與地面夾角為30°時(shí)，風(fēng)壓p=0.12 kNm2,迎風(fēng)面積假設(shè)為2 m2,風(fēng)的推力即可達(dá)到0.24 kN,對(duì)被稱(chēng) 物可產(chǎn)生0.12 kN的垂直分力，即對(duì)稱(chēng)量結(jié)果會(huì)產(chǎn) 生12.2 kg的誤差。當(dāng)風(fēng)向與地面夾角為45°,風(fēng)的 推力還是0.24 kN時(shí),就可對(duì)被稱(chēng)物產(chǎn)生0.17 kN的 垂直分力，即對(duì)稱(chēng)量結(jié)果產(chǎn)生17.3 kg的誤差[3]。而該 汽車(chē)衡分度值為20 kg,故產(chǎn)生數(shù)字跳變是非常正常 的,這必定會(huì)給檢定工作帶來(lái)一定的難度。而且檢定 分度值的取值大小,成為秤能否通過(guò)檢定的關(guān)鍵,例 如:1 臺(tái)軌道衡當(dāng) Max=100 t,e=d=20 kg, n=5 000 的 情況下,在檢定過(guò)程中，對(duì)于500 e稱(chēng)量點(diǎn)，其誤差在 0.5 e能順利通過(guò)檢定;2 000e稱(chēng)量點(diǎn)，其誤差在1.0e, 也能達(dá)到要求;但到75%最大稱(chēng)量以上的稱(chēng)量段,要 其誤差在1.5 e,就難以達(dá)到要求了。因?yàn)檫@對(duì)于百?lài)?/span> 級(jí)的秤來(lái)講，就意味著最大秤量的相對(duì)誤差達(dá)到 0.02%~0.03%,這樣的要求實(shí)在太高了。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，要明確認(rèn)識(shí)到衡器的分度值與傳感 器分度數(shù)的關(guān)系,任何通過(guò)調(diào)小分度值來(lái)提高秤的 準(zhǔn)確度的想法都是不可取的。盲目把一些計(jì)量秤的分 度值調(diào)小,片面追求衡器的高準(zhǔn)確度,反而會(huì)怡得其 反,影響衡器的穩(wěn)定性。只有嚴(yán)格執(zhí)行檢定規(guī)程,按 檢定規(guī)程操作，才能讓衡器更好、更準(zhǔn)確、更平穩(wěn)地 為企業(yè)的生產(chǎn)服務(wù)。