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电子秤检定步骤的优化探讨

时间:2017-05-20 05:37:00 来源:本站 点击数:822

文章以数字指示秤检定规程为依托,对检定中采用的闪变点方法进行了分析,提出了优化检定步骤的方法。

一、引言

根据 JJG 539-1997 《数字示值秤检定规程》要求,电子秤的检定过程采用闪变点的方法来确定各检定点的误差,其确定闪变点的方法是:在规定的检定点加放一定量的砝码 m,秤的示值是I,之后逐一加放 0.1e 的小砝码,直至秤的示值明显地增加一个 e—闪变点出现。此时所有附加的小砝码为m,则有:

化整前的示值为:P=I+0.5e- m

化整前误差为:E=P-m=I+0.5e- m-m

在使用闪变点方法检定过程中,称量测试、偏载测试等十余个检定点需要逐一累加 0.1e 小砝码,检定要求高,操作步骤比较繁琐、费时费力。能否对检定步骤进行优化处理,本人认为在一定条件下是可以简化检定步骤的,下面就此阐述本人观点。为了便于对检定过程的理解,有必要对闪变点方法的公式来源进行说明。

二、电子秤误差公式的导出

电子秤检定采用闪变点法确定化整前的示值时。秤上的砝码 m,示值 I,逐一加放 0.1e 小砝码至  m 时,秤的指示值增加一个 e,变成 (I+e),化整前的示值为 PP=I+0.5e- m,此公式可以这样推导:先将化整前的示值定义为:

P=I+ I                   (1

I=(-0.5e)~0.4eI 为引进的中间变量

I=100 为例,其化整前示值可以是 99.599.6 99.7 99.8 99.9 100.0 100.1 100.2100.3100.4 其中的一个,其中任何一个化整后都显示 100。以  I= (-0.5e)~0.4e,取不同的  I值,则 I+  I 可以代表上述数值中的任何一个,也即代表化整前的实际值,例如 I+ I=99.7, 则I=0.3e

I 同  m 关系这样导出:当加砝码  m,使秤的指示值跳变增加一个 e 时所累加的小砝码  m I 有对应关系,比如化整前示值为 99.7,也即I=0.3e,这时达到闪变点所加  m 0.8e,使化整前示值达到 100.5,产生进位跳变为 101。由此得出△I △m 对应关系如表 1 所示。

使用.jpg

可见:  I+  m=0.5e

即:△I=0.5e-△m                    (式2

(式 2) 代入 (式 1) 得:

 

P=I+0.5e- m

 

根据误差公式:误差 = 测量时 - 标准值则化整前的误差为:E=P-m=I+0.5e- m-m

由推导过程可知,数据化整产生的最大化整误差为±0.5e。利用闪变点方法可消除化整误差,将秤的检定准确度比化整后提高 0.5e

三、检定步骤的三种优化方法

(一) 利用有些电子秤具备的扩展显示功能简化检定步骤,省略闪变点方法。所谓闪变点方法是通过逐一加放 0.1e 小砝码直至示值跳变一个 e,以此将秤的内部修约前数据找出,如果秤本身带有扩展显示 (或称内显示 功能,当打开此功能时显示分度值为原来的 1/10,直接显示化整前数据,则不必用 0.1e 小砝码逐次加放寻找闪变点,而是直接读取所加放的大砝码数值,利用其多显示一位的数据直接计算误差。其实在规程中对此已经有所阐述只是不够明确,规程中所述为:无指示较小分度值 ≤0.2e) 的秤,采用闪变点方法来确定化整前的示值。其含义可以解释为:当有指示较小分度值 (显示分度值≤0.2e) 的秤,可以不采用闪变点方法来确定化整前的示值,而将秤调至较小分度值的显示状态,在各检定点加载砝码 m 后直接读取显示值 I,误差按照公式 E=I-m计算即可,检定完成后关闭扩展显示恢复正常显示。注意这里的扩展显示不是秤的实际分度值 d,尽管有些秤分度值可以调得很小,但是根据规程要求电子秤的检定分度值和实际分度值应该一致,即 e=d

在上述条件下,秤的鉴别力测试可以省略,只需进行秤的灵敏度测试即可。

(二) 不具有扩展显示功能的电子秤,以使用中的三级秤为例,其最大允许误差为第一量程 0≤ m≤500 ±1.0e,第二量程 500 m≤2000 ± 2.0e。一般来讲检定时需要采用闪变点方法确定误差,但是如果秤的精度保持较好,检定时化整后显示值误差等于 0 (第一量程) 或小于等于±1.0e(第二量程) 时,则位于对应量程内的检定点可以省略闪变点方法直接计算,因为即使采用闪变点方法,其所检出的最大附加误差不超过±0.5e,加上原来化整后读取的误差,该检定点可能最大误差分别为 ±0.5e (第一量程) 或 ±1.5e (第二量程),小于规定误差,可以判断该秤准确度合格。在实际应用中达到上述准确度的中小型电子秤并不少见。

(三) 将三级秤合理降级为四级秤使用,其最大允许误差在某些称量段被放大,则可以参照第二种方法优化检定步骤。比如在称量段 50m≤ 200 200m≤1000,使用中的秤最大允许误差分别由原来的±1.0e ±2.0e 增加到±2.0e ± 3.0e。很多工业企业的工艺秤,对精度要求不是很高,但往往按照三级秤使用和管理,这类秤有些可以纳入四级秤管理范围,在满足工艺条件下合理降低秤的准确度等级,从而简化检定程序。

以上观点是本人在实践中对检定规程的理解得出,供同仁探讨,欢迎指正,共同推进对电子秤检定规程的理解和应用。