本文对非自动衡器国际建议R76修订的主要内容- 在术语、计量要求和试验程序三方面做了简要的介绍和分析。
2003年12月15日,国际法制计量组织OIML TC9/SC1公布了衡器国际建议R76-1非自动衡器 计量和技术要求及试验的工作草案(WD)的修订文 本,这预示着新版的R76不久即将问世,这是世界 称重技术和衡器发展的必然结果,也是产品标准和 技术法规适应不断变化情况的必然之举。
全面审视该技术法规的修订,除了对己有条款 和要求的日臻完善之外,主要是增加了对模块Module (过去曾称为组件)、系列(族)Family和软件Software 的内容。
我们知道,0IML测量仪器、设备的国际建议内 容主要由以下部分组成,术语(名词和定义)、适用 范围、计量技术、技术要求、标志、计量控制和强制 性的试验程序及试验报告,本文主要是想对模块、 系列及软件在计量要求、试验程序和术语三方面做 个介绍,最后简要叙述一下R76工作草案WD修订 版形成的背景材料。
一?计量要求
对模块(Module)、系列(Family)和软件(soft- ware)的计量要求,主要集中在型式评价的试验和审 查的要求条款中。
模块,单独测量时,除了过去对最大允许误差、 示值间的允许变差的分配提出要求之外,还提出了模块的兼容性(compatibility)问题。
模块的兼容性必须得到确认的说明。确认和说 明时,将模块分为称重显示器、称重传感器和终端相 连的数字输出模块二类。对前一类,要求符合该文 件强制性附录E中的Ei至E4部分'后一类,要求符 合该文件附录E的E4部分。详情见草案附录E。
系列,衡器或模块系列的试验,着重提出了 EUT (被测仪器)选择原则,原则很简单,就是在具备 最充分的代表性的前提下,选取最小数量的EUT(被 测仪器)。选择原则的依据主要来自三方面,适应的 计量特性、准确度等级和其它应考虑的特点(fea- tures),在此基础上,该文件给出了选择样机应有计 量性能的清单。选择的EUT(被测仪器)必须包括:
最大检定分度数nmax;
最小检定分度值emin;
最小输出信号!v/e(仅对应变式称重传感器); 全部的准确度级别;
所有的温度范围;
单量程、多量程或多分度衡器;
如有定义,承载器的最大尺寸;
应有的计量特点(features);
所有的衡器功能;
所有的指示方式;
所有的外围连接设备;
所有的执行数字装置;
所有的模拟和数字接口;
不同的承载器,如果与显示器相连的话!
不同的供电方式(主要的和/或电池)。
上面清单提到的全部的、所有的、应有的都是 对衡器或模块整个系列而言,从中选择的EUT必须 能够代表它们,且选取样机数量最小。
非自动衡器国际建议R76将一些巳被公众所 接受、久经考验的方法和解答,在‘‘可采用的办法 (Acceptable solution)”标题下给出范例,尽管不一定 非采用这些办法不可,但它们被认为是能够满足本 规程强制性要求的。
修订的R76在提出衡器或模块系列EUT的选 择原则后,亦通过“可采用的办法”,例举了 二个事 例,通过对具体情况的把握来加强对上述选择原则 的认知和理解,以提高国际建议的可操作性。
1.1不用进行试验,因为它的检定分度值与1.2 一样,且最大称量200g小于1.2的最大称量400g, 说明其检定分度数小于1.2的检定分度数。
1.3亦不用进行试验,因为它的检定分度数与 1.2 —样,检定分度值比1.2的大,且最大称量1.3 没超过1.2的5倍。
因此,在系列1中,因为它们皆为高准确度等 级!,且温度范围一样,最后选择1.2进行试验,以 代表整个系列。出据的报告和证书可以这样表示:
系列2中需要选取2.1,因为它具有最小的检定 分度值和最大的检定分度数。
2.2和2.3不需要进行试验,因为其最大称量界 于2.1和2.4之间,其它计量特征e、d、n不是小于就 是等于2.1和2.4。
2.4介于2.1和2.5之间,且Maxe、e、d等于2.1 的10倍,在完成2.1的试验基础上,2.4只需进行称 量,温度、偏载、鉴别力和重复性等试验,而勿需再做 倾斜、电源电压、温度、量程稳定性、耐久性和电干扰 试验。
2.5不必进行试验,因为其最大称量没超过2.4 的 5 倍。
系列2中,都是中准确度等级"级衡器,温度范 围都是-10"/40",所以通过其中2.1和2.4的试 验,就可出据下面的报告证书:
二、试验程序
R76这次的修订与再版,比上世纪90年代版本 增加东西最多的地方是建议的附录部分。
我们知道,附录一般有信息性的和强制性的,为 了达到用统一的和可溯源的方法,来评定衡器的计 量特性和技术特性,确保衡器符合本建议的要求,以 便世界各国及地区计量行政部门之间所取得试验结 果的交换与相互认可,R76的附录都是强制性的。
这次修订,除了保留原来的附录A—非自动衡 器试验程序和附录B—电子衡器的附加试验外,增 加了附录C—非自动衡器的模块一显示器和模拟信 息处理装置的试验和证明(certification);附录D,非 自动衡器的模块-称重模块的试验和证明Mcertifica- tion);附录E,非自动衡器模块的兼容审查;附录F, 衡器和数字控制装置软件的附加评定和试验。
附录C和附录D只是对非自动衡器的不同模 块,所以这两部分的要求内容是一样的,皆分为下面 四个部分:适用的要求;试验的基本原则;试验和 0IML证书制度。
附录E的主要内容分为五部分:衡器、单独试验的称重传感器、单独试验的显示器和模拟信息处 理装置、模拟输出模块兼容性审查、数字输出模块兼容性审查。
附录F的主要内容分为四部分"嵌入式(em-bedded) 软件控制衡器和装置 ;具有可编程、可更改 软件的个人电脑及装置;数据存储设备、测试报告。
三、术语
除了对原来的模块概念进行了完善而外,新增 加了通用具体模块的定义一传感器(load cell)、显 示器(indicator)、模拟数据处理装置(Analigue date processing device) & 称量模块(Weighing module) & 终 端(terminal)和远距离显示(remote display);还新增 加了系列(Family);及数字装置(digital device)和外 围装置(peripheral device)等。
模块,衡器完成一种或多种特定功能,并能够依 据相关建议要求单独做出评价的可识别的部分。衡 器的模块要符合规定的部分误差限。典型的衡器模 块有:传感器、显示器、模拟数据处理装置、称量模 块、POS。
传感器,是一种力传感装置,即考虑到使用地点 重力加速度和空气浮力的影响后,通过把被测量(质 量)转换为另一种被测量(输出)来测量质量的力传 感装置。
显示器,衡器将传感器的输出信号由模拟信号 转化为数字信号输出,并做进一步的处理,通过质量 单位显示称重结果的电子装置。
模拟数据处理装置,衡器的电子装置,将传感器 的模拟信号转换为数字信号输出,进而处理这些信 号,并通过数字接口提供数字形式的称量结果,但不 显示它们。
称量模块,几乎是包括所有机械和电子的装置 (例如,承载器、载荷测量装置、传感器和模拟数据处 理装置)的整个衡器,但不具备显示称量结果和操作 衡器的手段。
终端,是数字装置,具备操作衡器的键盘,将称 量模块或模拟信号处理装置传输的称量结果转化为 示值。
远距离显示,没有键盘的终端,能够运用基本指 示或再现它们。
系列,属于同一种制造型式的衡器或模块的可 识别的一组。对计量而言,即有相同设计图样和测 量原理(例如,一样型式的显示器,设计成同样型式 的称重传感器和载荷测量装置),但具有一些不同的 计量和技术性能特征(例如最大秤量Y(Max)、最小 秤量Y(Min)、检定分度值⑷、实际分度值⑷、准确 度等级……)。
系列这一术语和概念,主要是为了减少型式评 价的工作量。通过系列中一个或几个能够代表、兼 容的样机型式评定试验便可对整个系列做出正确无 误的判断,因而,以往一张合格的型式批准证书就可 以给出多于一种规格的衡器或模块的系列了。
我们知道,人是通过概念进行思维的。术语和其 定义是正确理解技术法规和产品标准的基础。技术 法规和产品标准的使用者,通过术语方能够比较准 确全面地认知了解和掌握其内容和要求。这次R76 工作草案(WD)对以往术语的修订,使其更加全面 和系统,更加准确、合理和易于理解。这里需要说明 这样几个问题。
其一,R76的术语是一个体系,使用其中每一个 术语特别是产生模糊感觉时要注意它在整个术语系 统的位置,注意该术语与其它术语的关系,是属种关 系,从属关系还是关联关系。例如,我们在使用模块 及其属种关系的几个术语--传感器、模拟数据处理 装置、终端及POS时,要识别与显示器称量组件和 远距离显示等术语的联系和区别;也要廓清与术语 承载器(load recepter)、载荷传递装置(load -trans-mitting device)和载荷测量装置(load-measuring de-vice) 的关系;特别要注意的是与电子部件(electronic parts)、电子装置(electronic device)、电子组件(elec- tronic :ub -assembly)、 电子兀件(electronic compinent)、数字装置(digital device)和外围装置 (peripheral device)的关系。
其二,反观我国衡器的技术法规,产品标准和其 它相关技术文献和资料,往往不给出术语和定义;即 使给出了也是孤立的几个,形不成系统,这对理解和 执行技术法规和产品标准造成很大障碍。
其三,工作都有阶段性,发展才是永恒的主题, 随着数字传感器的问世,传感器和显示器的界定就 可能需要调整,才能满足不断变化的技术现实。从 WD对传感器的定义来看,己涵盖了数字传感器;这 样显示器的定义就要在原来的基础上做出调整,补 充上新的技术内容,即包括A/D功能和不包括A/D 两方面的叙述。
R76计量和技术要求提出的原则旨在规定衡器的性能,而并非衡器的设计,因而不会阻碍技术的进 步。特别要指出的是,本建议(R76)并未包括电子衡器的所有功能,任何功能只要不妨碍计量要求,则均 可予以考虑,做为计量技术要求基础的术语,更要体 现这种原则。
软件,R76没有给出定义,大概是认为这一术语 的应用范围很广范,衡器只是一隅。它应是隶属计 算机学科。一般教科书上是这样介绍的。
为了运行,管理和维修计算机所编制的各种程 序的总和就称为软件。软件的种类是很多的,各种 软件发展的目的都是为了扩大计算机的功能和方便 用户,使编制解决用户的各种问题的源程序更为方 便、简单和可靠。
四、草案形成的背景
任何技术法规和产品标准都要与时俱进,衡器 岂能例外。近几年,电子衡器技术发展迅速,模拟化、 集成化、智能化不一而足。普及使用率亦越来越广。 应该说,电子衡器科技的日新月异,给大众生活带来 便捷,给工艺流程的自动化控制和检测注入了无限 的活力。上世纪九十年代初形成的非自动衡器国际 技术法规,自诞生之日起就受到世界各国及法制计 量领域的重视。欧洲共同体、亚太法制计量论坛先 后组织了几次非自动衡器试验比对,这无疑成为 R76此次修改再版的直接动力。
以上就是对R76非自动衡器国际技术法规修 订和再版的主要内容介绍及简要说明,不妥之处难 免,望同行专家予以指正。
希望衡器一非自动衡器和自动衡器的研发机 构、技术法规和产品标准的制定者及合格评定者注 意以上各方面的走向和研讨。以便为WTO/TBC接 轨。现代标准化的发展形式,除了简化、统一、通用几 方面外,还增加了系列化和组合化的趋势,看来R76 草案给了我们这样的信息。