在地磅检测中,测量的最终结果与被测量值的真值之差即为检测误差,而真值的概念较为理想化,与给定的特定量的定义保持一致,并且具有较强 的不确定性,必须通过实际测量来获取真值。本文先就地磅检测中误差的概要与修正问题从不同方面的因素迸行探讨,再对地磅检测中的替代方法及其误差加以 分析,同时对提出了地磅的精度等级和允差。
误差按性质划分可分为系统误差和偶然误差。前者一般是指在重复检测条 件下,对同一检测对象进行重复测量所得测量均值与被测量值的真值之差;后 者则是由某种偶然因素形成的误差,同时偶然误差不限制大小、正负,其平均值 趋近于零。总之,无论对于系统误差还是偶然误差,都受到设备、环境、方法、人 员及测量对象等五种条件因素的影响。除了对地磅检测中误差的概要分析外, 如何合理、有效地修正误差也是一项重要研究项目。
一、不同因素条件下地磅检测中的误差与修正
1. 1设备因素
在地磅检测中由于设备因素而产生的误差可以从多个方面来分析。
⑴检测设备方面
标准砝码作为各个型号地磅检测中的重要组成部分,很大程度上决定着地磅检测的准确性。但是标准砝码在向上一级传递计量标准时很容易产生系统误 差和偶然误差,因此,为修正此类误差,首先要尽量提高天平测量的精确程度, 同时在保证标准砝码在不超差的前提下,将检测误差降至最低。
(2)标准砝码的使用管理方面
标准砝码在使用时难免会遇到碰撞、磨损的情况,从而使其在称量使带来 一定的误差,因此,要修正此类误差,要做好标准砝码的测定、维护及保养等管 理工作。
1.2环境因素
环境因素有多种,其中包括自然环境因素,如气温、空气湿度及风力等;机 械环境因素,如物体冲击、振动等^同时还包括电磁干扰等因素都会对地磅检测 的精度造成一定影响。例如当地磅的线路受潮时,表盘显示的测量值就会 不稳定,由此形成系统误差。因此,适宜的工作环境是地磅检测正常运行的重要 前提。
3人为因素
就一些传统的机械磅秤而言,尽管在工作时较为稳定,但由于其主要以标 尺作为示值显示装置,因此测量灵敏度相对来讲不髙,从而会造成人为因素上 的读数误差。如在衡器检测偏载过程中,为了尽量减小人为因素带来的误差,只 注重控制各支承点测量值不超计量要求是无法有效消除测量误差的,还需要在 测量时控制各支承点测量误差达到最小且保持一致,这样就会有效减小测 量时产生的人为因素上的误差,从而提髙地磅检测的精准度。
1.4方法因素
对于地磅检测而言,其检测方法在很大程度上影响了检测的精准度。如在 应用大型地磅检测时,必须要通过多次替代标准砝码进行,但是在替代过程中, 由于代替次数过多难免会产生一定的偶然误差。因此,要减少此类检测误差,就 要提高对检测结果的计算精度,并通过多次测量使所得结果趋近于于真值。
1.5测量对象因素
地磅在被检测时,由于作为检测对象,经常会受到设备缺陷等自身因素影 响产生的系统误差,如台秤在各点支、重、力矩不一致或不在同一7JC平面,以及 长时间使用造成各零部件腐蚀、磨损进而使得枰蛇、游蛇质量不准确,都会对其 计量的准确性带来一定的影响。为彻底消除这些因素所带来的影响,就应对其 系统零部件及计量性能做细致的检测、维修、保养或更新。
一些固定式地秤经常也会因为安装时基础不水平、不坚实或长期使用导致 基础受力点裂损,同时对其没能进行及时修复,从而造成一定的系统误差。另 外,测量标尺长时间使用,或出厂时标尺间距不统一也会带来一定的系统误差。
二、地磅检测中的瞽代方法及其误差分析
在秤量较大的地秤的周期检定中,经常遇到所备的标准砝码数量不足的问题,解决这个问题的办法是所谓的替代方法,就是用质地较为密实而且稳定的 适当重物,比如铁轨、金属块等物,代替砝码进行秤的示值准确值检定。在地磅 的正式检定中,应该使用足够的标准砝码;只有在条件确实困难,而且在该地磅准确度要求不十分严格的情况下,才可以考虑使用替代法。
在作第一次替代时,秤的承重台板上分别放置质量为m的标准砝码和质量 为ml的重物。砰的平衡位置相同,我们认为m和m1相等。实际上,因为秤有变动 性误差,它们是不严格相等的。实验证明,秤的变动性误差占示值准确度允差的 1/3左右。
一次替代法的物理意义是,在空秤变动性检定和1/10最大秤量检定之后, 秤的变动性和在小秤量下杠杆比的准确度已确认合格。最大砰量的准确度主要 取决于杠杆变形引起的准确度示值误差。如果在替代秤量上的示值误差不大, 则说明杠杆在承受荷载后变形较小,因此,秤的准确度是可以保证的。
三、地磅的精度等级和允差
随着地磅测量领域的快速发展,由其是在数字信息化地磅领域,传统计量 所规定的精度等级和允差已经无法满足新兴领域的生产使用要求。而相关计量 规定对地磅的精度等级和允差的要求,不仅仅取决于地磅自身的检测性能,同 时还与计量传统习惯息息相关。
2.1地磅的精度等级
一般固定式地秤只具备一个精度等级,台秤和案秤则较之多出一个低精度 等级,但对于低精度等级的利用率较低。因此,通常在使用上述衡器称量不同的 物体时,所使用的基本都是同一精度等级的衡器,但随着产品样式的增多,对地磅的精度等级要求也越来越多。对于新型地磅产品,在初期设计生产阶段,就要 根据地磅用户的要求,适当调整地磅的精度等级,以满足用户的使用需求。
2.2不同地磅允差规定单一
随着数字显示秤等信息化电子秤的出现,不同地磅允差规定单一化的情况 越来越严重。使用同一地磅的允差用来满足不同方法的地磅检测,给地磅的生 产、检测和使用带来了很多不便。
3.允差和分度值的关系
由于有些地磅的允差和分度值之间的关系不大,使得地磅分度值的作用意 义也不是很明确。而有些地磅生产商故意将地磅的分度值调大,使其失去原来 的作用意义。尽管这种做法不违反相关地磅生产规程,但是违背了地磅检测的 科学理念,降低了用户对地磅的使用便利程度,不利于地磅检测的科学快速发 展。因此,为了顺应地磅检测领域的发展方向,为地磅用户提供更便利的检测方 法,需要相关部门对地磅检测的规程进行一些必要、合理的修改。
四、结束语
在地磅检测中于所用与地磅检测相关的设计者、生产者、使用者和管理 者来讲,正确认识地磅检测误差产生的原因是非常关键的。在对误差来源的实 际分析过程中,一定要从地磅检测发展的全方位角度去分析、总结,以便及时对 误差来源进行修正,从而尽可能减小地磅检测误差给检测结果带来的影响,极 力避免因检测方法不正确或检测精度等级不够而造成不必要的损失。