衡器載荷測量儀的研究與應用

姚仁杉

福建省計量科學研究院 福建福州 350199

衡器載荷測量儀集液壓精密控制、多參數補償、傳感器測量、智能算法與自動定位調節等技術于一體，可以在短時間內對分度數不大于3000、最大稱量在30-150噸的電子汽車衡進行精準檢定，可以從根本上解決基層計量技術機構對電子汽車衡檢定難的問題。

1 衡器載荷測量儀的研究背景

電子汽車衡是一種國家強制檢定的計量器具，由于檢定技術水平有限，基層計量技術機構一直難以按照國家計量技術標準對電子汽車衡進行檢定。利用砝碼檢定電子汽車衡存在工作量大、運輸難、勞動強度高、安全性差、成本高等問題，因此在對大量程的電子汽車衡的檢定上只是用了少量砝碼，對實測范圍外的采取理論計算評估，結果往往存在較大的誤差，違反了電子汽車衡國家檢定規程的要求，對產品的質量造成了嚴重的影響。所以，在2011年的時候，福建省計量科學院得到了國家的專項資助，經過多年的研發，衡器載荷測量儀成功問世。衡器載荷測量儀在研發過程中采用了多種關鍵性技術，保證了系統的穩定度與準確度，滿足了大量程衡器的檢定要求[1]。

2 衡器載荷測量儀的原理和技術指標

2.1 測量儀的檢定過程

衡器載荷測量儀將衡器的偏載檢測位置與支承點數設檢定基礎，其接口尺寸與強度要滿足規程的要求。在檢定的時候把基礎與反力裝置進行可靠的連接，并對標準載荷單元組進行安裝。按照規程規定的加載方式，液壓控制系統對標準載荷單元組或者單個標準載荷單元進行加載，系統對測力儀測得的標準載荷加以控制，并迅速穩定地設定標準載荷，系統采集汽車衡的表示值。在此基礎上，用規定的速率再繼續施加標準載荷，直至汽車衡顯示值能明顯增加一分度值，才能讀取載荷測量儀所施加的標準載荷并對誤差進行計算[2]。

2.2 測量儀的技術指標

對于偏載和最小稱量點的檢定可以利用標準載荷單元，除了最小稱量點和皮稱量之外的稱量可采用標準載荷單元組進行檢定。計量性能技術指標可見表1和表2。

表1 標準載荷單元技術指標

從表1可以發現，衡器載荷測量儀允許的最大誤差小于等于施加載荷所允許最大誤差的三分之一，滿足OIML中輔助檢定裝置的要求。液壓控制系統的載荷波動性小于等于±0.002%/30min。此外，衡器載荷測量儀對環境具有良好的可靠性和適應性，適用于（-10至+40）℃的環境中[3]。

3 衡器載荷測量儀的應用與推廣

衡器載荷測量儀運輸起來較為方便，檢定的效率高，而且穩定性良好，具有很強的環境適應性與可靠性，因此，衡器載荷測量儀有著很高的應用與推廣價值。衡器載荷測量儀獲得11項國內發明專利；18項實用新型專利；以及1項軟件著作權。我國對此項目的研發成果具有完全獨立的自主知識產權。與此同時，液壓伺服控制系統、測力儀等相關技術也在替他領域得到應用和推廣，并且獲得較好的經濟效益[4]。

在國標GB/T7723-2017《固定式電子衡器》中把衡器載荷測量儀正式列為檢定電子汽車衡的標準測量儀。項目得到了葉聲華院士等多名專家一致認可，認為衡器載荷測量儀的項目成果已經達到國際領先水平。國際法制計量委員會第一副主席Schwartz博士認為此測量儀填補了國際中獨立輔助檢定裝置空白，福建省政府多次對本項信息進行刊發，并由副省長李德金同志專門組織召開相關專題會議，研究并解決衡器載荷測量儀的應用與推廣問題。中國計量測試學會于2016年3月在福州召開了面向全國的衡器載荷測量儀的檢定規程宣貫與培訓會。

表2 標準載荷單元組技術指標

4 衡器載荷測量儀的社會經濟效益

衡器載荷測量儀的應用和推廣，對社會、經濟與環境都帶來了巨大的效益[5]。于社會效益來說，衡器載荷測量儀的應用提高了政府部門的執法能力，使法制計量更加具有有效性和嚴肅性，保證能夠公正公平地進行貿易結算，避免在商貿過程中發生不必要的經濟糾紛，可以有效提高工礦企業的產品質量與生產效益；于經濟效益來說，由于衡器載荷測量儀不必運輸、搬運砝碼，因此每年大約可以節約30億元的物流費用，極大程度上減少了企業的生產成本；對環境效益來說，由于衡器載荷測量儀無需使用砝碼，因而對節能減排、保護環境做出了重要貢獻。

5 結語

衡器載荷測量儀的研發為嚴格檢定電子汽車衡創造了有效的技術手段和可行性條件，衡器載荷測量儀對我國實現貿易公平、支撐重點工程建設、推動經濟發展、實現依法計量有著長遠的意義。