地磅校準(zhǔn)的必要性和可操作性

地磅的誤差實(shí)際上是連續(xù)變化的，但是目前的檢定規(guī)程允差標(biāo)準(zhǔn)卻是分階段不 連續(xù)的，給出的結(jié)論也是籠統(tǒng)的，然而在實(shí)際使用中是需要明確誤差的。本文介紹了通過采取校 準(zhǔn)的方法，可實(shí)現(xiàn)對地磅性能較全面的評價(jià)。既保證了規(guī)程的執(zhí)行，又滿足了實(shí)際的需求。

地磅作為計(jì)量器具廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)及商業(yè) 領(lǐng)域，它能否為使用者提供準(zhǔn)確可靠的計(jì)量結(jié)果、保 證消費(fèi)者的切身利益，是我們計(jì)量工作者的基本義 務(wù)和職責(zé)。

目前校準(zhǔn)是一個(gè)在計(jì)量領(lǐng)域得到普遍重視的檢 測方法。校準(zhǔn)：是指在規(guī)定條件下，為確定測量儀器 或測量系統(tǒng)所指示的量值，或?qū)嵨锪烤呋驑?biāo)準(zhǔn)物質(zhì) 所代表的量值，與對應(yīng)的由標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值之間 的一組操作。它有別于一般的測試和檢定，是在檢 定的基礎(chǔ)之上對計(jì)量器具性能的全面描述。因此， 得到社會(huì)的廣泛好評，但在地磅領(lǐng)域目前重視尚顯 不夠、開展的也不多。

其實(shí)，地磅作為分布廣泛、使用頻繁的最基本計(jì) 量器具，歷來受到生產(chǎn)、使用和管理部門的高度重 視。在科技人員的不懈努力下，地磅領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo) 準(zhǔn)、檢定規(guī)程隨著地磅制造技術(shù)的發(fā)展、精度的提高 及使用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，而得到完善。特別是，隨著 我國改革開放的不斷深入，為了和世界接軌，我國于 上世紀(jì)八十年代在計(jì)量領(lǐng)域逐步采用了國際建議。 因此，我國衡器方面的計(jì)量檢定規(guī)程，在1984年發(fā) 生了根本性的變革。1984年前，我國衡器檢定規(guī)程， 普遍實(shí)行的是相對誤差的概念。在每一測試點(diǎn)，測得 的相對誤差基本能反映出相應(yīng)測試點(diǎn)的絕對誤差。 當(dāng)時(shí)習(xí)慣給出此秤千分之一的精度等結(jié)論。

在1984年之后，我國參照有關(guān)國際建議頒布了 《非自動(dòng)衡器等級精度要求》既1003-84)在這本檢 定規(guī)程中，基本上拋棄了原有的參照線性變化的相 對誤差的概念，而首次引入分段規(guī)定絕對允差的誤 差概念。在這本規(guī)程中引入了最大秤量MaX)、分度 戮n)和分度值d)之間的關(guān)系，既d=Max/n。從此，判斷一個(gè)秤的等級精度及合格與否,僅由上式及不 同量程的絕對誤差判斷，而不再計(jì)算測試點(diǎn)的相對 誤差。這當(dāng)然與國際建議統(tǒng)一,有利于快速判斷被 檢衡器能否滿足某一等級要求。這一點(diǎn)《非自動(dòng) 衡器等級精度》既555-96)得到近一步的強(qiáng)化。

但是,這一變化卻忽略了地磅傳力、示值顯示及 誤差實(shí)際變化的連續(xù)性，忽略了地磅不同使用點(diǎn)的 絕對誤差對使用者的實(shí)際意義。歷史上,杠桿秤及 彈簧度盤秤等模擬秤，尤其現(xiàn)如今使用傳感器的數(shù) 字指示秤,其誤差的變化趨勢基本上是連續(xù)的。這 樣就形成了制造、使用方面誤差的連續(xù)變化與管理 部門允差階段要求的矛盾。特別是隨著技術(shù)進(jìn)步， 傳感器價(jià)格大幅度降低、技術(shù)性能的提高，使得電子地磅被大量、廣泛的使用。因此，這樣就形成了地磅 誤差變化的連續(xù)性、實(shí)際使用的任意性和檢定規(guī)程 允差要求嚴(yán)重的背離。盡管這個(gè)問題在評價(jià)衡器的 基本性能時(shí)，仍能較好的得出結(jié)論，但與實(shí)際的需求 是有一定的差距的。隨著以傳感器為計(jì)量原理的地磅的使用，地磅在工業(yè)控制中所起的作用 越來越重要，用戶決不僅僅要求衡器合格與否。在 化工、醫(yī)藥和建材行業(yè)常常對使用點(diǎn)的誤差有明確 的要求。作為計(jì)量工作者有義務(wù)、也有能力把用戶 的需求與國家的法律法規(guī)統(tǒng)一起來。

特別是傳感器性能的提高己基本決定地磅的性能。目前，電子秤的示值誤差基本為線性。故，如 果我們再僅僅用階段誤差來評價(jià)衡器，就會(huì)人為地 降低地磅在不同量程的精度。如為3級秤，在490e 量程處，其允差為0.5e，相對精度0.1%;而在510e 量程處，其允差為1.0e，相對精度為0.2%。其實(shí)際情 況并不是這樣，他們兩點(diǎn)的誤差變化是連續(xù)的，甚至 是線性的。可見，僅僅按照檢定規(guī)程來評價(jià)地磅的 性能是不客觀的，對用戶也是不負(fù)責(zé)任的。其實(shí)，歷 史上我們一直在回避這個(gè)現(xiàn)象，時(shí)常采取在檢定證 書上附加測試報(bào)告的方法，來解決上述問題。但是 檢定證書是針對有檢定規(guī)程而言，測試報(bào)告是針對 無規(guī)程的計(jì)量器具來說的，二者存在矛盾。

校準(zhǔn)這一定義的基本內(nèi)涵可較好地解決上述出 現(xiàn)的問題，只是先前衡器計(jì)量方面運(yùn)用的較少。因 此，我們認(rèn)為在化工、醫(yī)藥和建材行業(yè)等對使用點(diǎn)有 明確誤差要求的衡器，進(jìn)行校準(zhǔn)工作并出具校準(zhǔn)證 書是很有必要的。

目前，天津計(jì)量所衡器室巳在非自動(dòng)衡器方面 開展了衡器校準(zhǔn)工作。經(jīng)過我們的探索，基本形成了 一套實(shí)用的方法，博得用戶的肯定。我們基本的原則 是：在認(rèn)真理解相關(guān)檢定規(guī)程的基礎(chǔ)上，參照檢定規(guī) 程的要求，在檢定項(xiàng)目上進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑黾樱詽M足實(shí) 際使用的要求并符合檢定規(guī)程的條款。其具體過程 如下：

1.示值準(zhǔn)確性的確定

參照Fi標(biāo)準(zhǔn)砝碼的檢定過程，對量限進(jìn)行可行 的等分再加上10e，500e，2000e，Max確定校準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn) 行誤差測試，確定是否符合規(guī)程相應(yīng)等級要求，計(jì)算 修正誤差。與此同時(shí)計(jì)算各測試點(diǎn)的相對誤差，用百 分?jǐn)?shù)表示并以其中最大的相對誤差確定衡器的整體 精度。把數(shù)據(jù)以相對誤差及等級的形式（如x%- CE)打印在校準(zhǔn)證書上，明示于用戶。由用戶確定其 衡器使用的可靠性。

2.重復(fù)性的確定

縱觀其他的計(jì)量儀表，最大量限的60%-80%的 量程部分是計(jì)量儀表計(jì)量精度最高、使用最頻繁的 部分，衡器也不例外。而現(xiàn)有規(guī)程規(guī)定重復(fù)性的測試 點(diǎn)為半程和全程。但是半程在實(shí)際當(dāng)中使用的時(shí)候 并不多，而滿量程則很少使用。以電子汽車衡為例， 列表如下：

由此可見，地磅的常用量幾乎無一例外的落入 半程以外，2000e之間。我們在檢定工作中，也基本 統(tǒng)計(jì)得出這一結(jié)論。如，諾維信中國）生物技術(shù)有限 公司，是一家生產(chǎn)生物酶中間體的丹麥公司，其在生 產(chǎn)控制中使用的衡器，為2噸，其計(jì)量點(diǎn)為1.5噸， 并要求精度極高。正好是2噸的75%，落在60%— 80%區(qū)域內(nèi)。我們在實(shí)際購秤等方面，也經(jīng)常自覺不 自覺地利用了黃金分割點(diǎn)這一法則：0.618的黃金 點(diǎn)。而將常用量限定在量限的60%—80%，來確定衡 器的噸位。

當(dāng)然，規(guī)程規(guī)定的50%的重復(fù)性的測定，也有 其道理。規(guī)程涵蓋了相應(yīng)所含衡器的種類和量限，如3級秤的量限就定為20e Max,這樣為了照顧大多 數(shù)，似乎也只能這樣規(guī)定。而校準(zhǔn)則有其特性，它是 建立在檢定之上的一種過程。正如校準(zhǔn)定義所說： 是指在規(guī)定條件下，為確定測量儀器或測量系統(tǒng)所 指示的量值，或?qū)嵨锪烤呋驑?biāo)準(zhǔn)物質(zhì)所代表的量值， 與對應(yīng)的由標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值之間的一組操作。校 準(zhǔn)的過程，也就是盡可能地復(fù)現(xiàn)儀器實(shí)際使用的情 況，最大限度的給出儀器精度的準(zhǔn)確性和可信度。 故通常我們在量限的80%處做重復(fù)性校準(zhǔn)。

3.常規(guī)項(xiàng)目的檢定

除以上項(xiàng)目的校準(zhǔn)外，零點(diǎn)的檢定、鑒別力的檢 定、偏載的檢定、外觀的檢定等，基本依照規(guī)程要求 進(jìn)行。

4.非常規(guī)項(xiàng)目的校準(zhǔn)

我們對用戶特別提出的其他一些校準(zhǔn)點(diǎn)，如增 加測試點(diǎn)準(zhǔn)確性的測試、其他測試點(diǎn)的重復(fù)性校準(zhǔn)， 按用戶的要求，參照規(guī)程及國際建議進(jìn)行。

在上述工作完成后，我們對校準(zhǔn)的地磅基本有 了全面的評價(jià)，既不違反檢定規(guī)程的要求，也能按照實(shí)際的使用狀態(tài)，給用戶一個(gè)滿意的結(jié)果。由用戶按 自己的使用要求，對所校準(zhǔn)的地磅進(jìn)行管理。讓用戶 做到心中有數(shù)。

本工作的結(jié)果就是最大限度的利用了地磅的價(jià) 值，避免了向過去那樣，諸如：檢定不合格、停止使 用；或降級使用的現(xiàn)象。反而，還會(huì)有一些地磅，由于 某些測試點(diǎn)修正值的給出、重復(fù)性的穩(wěn)定，而用到使 用要求更高的環(huán)境上。這對我國建立節(jié)約型社會(huì)也 大有好處。

當(dāng)然，對強(qiáng)檢的地磅，不論校準(zhǔn)結(jié)果如何，其還 是由檢定規(guī)程決定其精度級別。