關于大型衡器檢測方法分析

林建勛

（廣東省計量科學研究院 廣東 廣州 510000）

1 引言

我國近十年以來工業化進程加快，工業水平以及生產工藝水平也不斷提高。在工業生產尤其是大型項目中大型衡器必不可少，為適應生產以及發展的要求，當前不同荷載量的大型衡器開始出現在人們的生產生活中，在生產中發揮著重要的作用。大型衡器的正常工作和衡量是生產正常進行的必要保障，因此，必須要做好大型衡器的檢測工作，保證其準確性與科學性。

2 大型衡器概述

衡器作為一種測量物體重量（質量）的器械，充分利用了胡克定律/杠桿原理。一般衡器由三部分組成：傳力轉換系統、承重系統、示值系統。隨著衡器的研究深入，開始在以工業、農業、醫學以及科研為代表的各個領域普及并廣泛應用。常見衡器包括天平、臺秤、桿稱以及地磅等，由于生產要求不同，體積和大小也有所不同。大型衡器作為衡器中的重要組成部分，主要應用于運輸、冶金以及煤炭等行業，其荷載量可以達到上千噸。

3 大型衡器檢測的必要性分析

3.1 我國大型衡器不足的要求

我國大型衡器雖然得到了廣泛應用，但是其檢測狀況卻不容樂觀。我國長期發展忽視在計量方面的不足問題，導致大型衡器的研究、檢測方面明顯缺乏財政支持以及科研支持。在我國目前的市級計量檢測單位中關于大型衡器的檢測還相對較完善，而縣級的檢測水平較低，標準器嚴重不足。我國大部分縣級衡器檢測部分的砝碼僅僅只能達到10噸的水平，無法滿足工業生產以及實際衡器檢測需求，不能和工業發展同步。我國這種發展現狀讓眾多的大型企業自主的安裝私人檢測設備已方便大型貨物的檢測，為改變這種發展現狀，有必要對大型衡器的檢測條件進行研究與改進。

3.2 大型衡器精確度的要求

作為大型衡器使用時的必要前提，必須要保證大型衡器的精確度。應該從設計制造合理性和準確傳遞測定值兩個方面入手。

首先，在進行傳遞準確量值方面必須要保證使用的砝碼符合標準要求。對于其誤差也有明確要求，要求其必須低于大型衡器允許誤差的三分之一。

其次，在使用替代物對大型衡器進行檢測的時候，還必須將替代物和砝碼結合起來，共同使用進行檢測。如果檢測過程中出現問題會直接導致錯誤數據的產生，在某些精度要求較高的檢測中，這一問題十分突出，比如軌道衡方面的檢測。

因此，在進行大型衡器檢測的過程中，必須要嚴格按照相應的標準來進行，從而能夠有效避免各種問題的產生，也能夠有效避免稱量大、載重小的情況出現。

4 常用大型衡器檢測方法解析

大型衡器檢測方法已經有多年的發展歷史，我國以計量法為主，其中標準砝碼法與標準砝碼替代法作為兩種最常見方法，技術和標準已經十分成熟。

4.1 標準砝碼法

作為衡器最早的檢測方法，基本和衡器的發展伴生，標準砝碼法能夠直接通過砝碼來檢測衡器的大部分計量性能。和衡器的檢測標準相同，對于砝碼檢測誤差同樣要求在被檢衡器最大允許誤差的三分之一之內。

在首次使用標準砝碼法進行檢測之前，需要對最大稱量的稱量準確度進行確定，作為檢測的重要步驟必不可少。除了首次之外的其他大型衡器的測量中也需要對最大稱量進行測試，保證至少測試三分之二的最大稱量。這種標準砝碼法雖然在衡器的檢測中發展歷史較久，但由于各個方面的原因導致其在大型衡器方面的應用中具有極大的限制，極少應用。大型衡器往往需要的噸位較大，最低也需要幾十噸，最大可達到上千噸，而標準砝碼的價格和條件要求較高，準備如此大的標準砝碼需要耗費大量的財力資源，檢定部分一般不會耗費如此大的資源倆進行處理。在這樣的背景下，新的檢測方法被提出——標準砝碼替代法。

4.2 標準砝碼替代法

由于標準砝碼法不能滿足大型衡器檢測的實際需求，標準砝碼替代法被提出并被廣泛應用于大型衡器的檢測。隨著汽車運輸量以荷載量噸位的提高，物流行業對于其荷載的要求逐漸提高，但是目前大部分的檢定站中存在標準砝碼數量不足不能滿足實際檢測要求，這樣人們進行研究希望能夠發現一種替代物來進行替代標準砝碼，提高檢定范圍。

在標準砝碼替代法的應用過程中，首先對標準砝碼進行處理，統計放置在被檢衡器的承載器上對需要替代的秤量盡心檢定；然后確定秤量的誤差并對秤量的最小誤差進行記錄。完成上述操作之后取下標準砝碼。

然后把按照相應標準確定的替代物放置于檢衡器的承載器上，按照標注砝碼的操作對替代物進行處理，保證替代物的秤量和標準砝碼產生的秤量誤差狀態相同保持一致。

接下來對衡器較大秤量進行鑒定，將第一步中取下的標準砝碼在此放置在衡器的承載器中；完成標準砝碼的放置之后可以進行砝碼替代操作，在砝碼替代的過程中需要進行重復操作完成，一般在衡器最大稱量的50%處進行，最終能夠檢定處衡器的準確最大秤量值。（注：在進行重復操作標定的過程中容易出現誤差，為避免誤差的出現在重復操作過程中需要按照我國檢定標準進行嚴格控制。）

當具有標準砝碼數量達到被檢衡器最大秤量50%的時候可以只需要進行一次砝碼替代。當被檢衡器重復性低于0.3e且達到標準砝碼最大秤量35%的時候需要進行二次砝碼替代操作。同樣，被檢衡器重復性低于0.2e且低于標準砝碼最大秤量20%的時候需要進行四次砝碼替代，才能夠完成衡器檢定。

5 現代電子技術背景下的大型衡器檢測解析

5.1 集成式檢測法

集成式檢測方法經過多年研究之后已經逐漸成熟，在大型衡器的檢定中開始應用。這種檢定方式充分利用了大型衡器的自由裝置進行，通過這一檢定方法來確定被稱中午的約定真值，因此可以很好的應用于大型衡器的動態秤量準確度的檢定。這種方法雖然已經在大型衡器檢定中應用，但是由于設備等方面的問題仍然具有一定限制，首先這種檢定方法還主要適用于自動衡器的檢定，另外這種檢定方法還要求被檢衡器具有一定的靜態秤量準確度。

5.2 比對檢測法（疊加法）

這種方法在檢定的過程中需要應用疊加式標準機，隨著疊加式標準機的發展這一技術也相對成熟，在檢測負荷傳感器上具有良好的效果，目前我國在大型衡器檢定中也開始廣泛應用。這種檢定方法和我國大型衡器的稱重傳感器相比準確度更高，因此在未來大型衡器的檢測中具有一定的應用前景，但僅僅只局限于理論方面，在實際應用中還有幾個問題亟待解決。

在比對檢測法的實施中需要將加載點作用于承重傳感器的承載器，但由于接觸面積的問題，接觸點較小而承載器的面積較大，不能像砝碼一樣兩者之間有較大接觸面，直接導致承載器強度和剛度要求較高。另外作為整機計量性能的重要衡量標準，力源直接反應了系統的控制性能。在比對檢測法的應用中會由于外力的作用導致衡器發生形變，由于傳力系統的彈性導致不能正常的顯示承重數值，影響了檢測準確度。

6 結語

隨著我國科學技術以及工業技術的發展，我國各方面的發展水平也開始和國際接軌，大型生產制造過程必不可少，對大型衡器提高了更高的要求。而通過大型衡器檢測對提高大型衡器的精度具有重要的意義，標準砝碼以及替代標準砝碼法被應用，另外現代電子科學技術背景下發展起來的集成式檢測法以及比對檢測法成為未來發展的重要趨勢。

[1]李宏亮，王志剛.關于大型衡器檢測方法的研究[J].建材與裝飾，2017，(21)：52-53.

[2]張海軍.大型衡器檢測中疊加法的幾個技術問題的研究[J].黑龍江科技信息，2016，(14)：122.