由于R111《砝碼》國(guó)際建議中沒(méi)有關(guān)于小于1mg的標(biāo)準(zhǔn)砝碼建議,所以在R76-1《非 自動(dòng)衡器》國(guó)際建議中針對(duì)高準(zhǔn)確度等級(jí)地磅專(zhuān)門(mén)規(guī)定了一些條款,認(rèn)為考慮不確定度的原因,不 能對(duì)某些衡器的指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)。本文指出如果高準(zhǔn)確度等級(jí)地磅一些重要指標(biāo)不進(jìn)行試驗(yàn),怎么能 夠確定這些衡器的計(jì)量性能是否滿(mǎn)足實(shí)際使用的要求? “可讀性”這個(gè)指標(biāo)是一個(gè)什么性質(zhì)的指標(biāo)? 是否可以作為檢定分度值使用?我們認(rèn)為有必要就此問(wèn)題展開(kāi)討論。
一、前言
OIMLR76-1《非自動(dòng)衡器》(2006E)是一部包含所有非自動(dòng)衡器的技術(shù)性文件,涵蓋了最高 等級(jí)的特種準(zhǔn)確度衡器直至普通準(zhǔn)確度等級(jí)的不小于100e分度的衡器,既規(guī)定了法制管理的計(jì)量要 求和技術(shù)要求,又提供了標(biāo)準(zhǔn)化的要求和試驗(yàn)程序,以統(tǒng)一和可溯源的方法來(lái)評(píng)價(jià)非自動(dòng)衡器的計(jì) 量特性和技術(shù)特性。
高準(zhǔn)確度等級(jí)衡器通常是指“特種準(zhǔn)確度等級(jí)a級(jí))”和“高準(zhǔn)確度等級(jí)(n級(jí))”兩類(lèi)衡器, 在我國(guó)通常被稱(chēng)為“天平”。我們翻閱R76-1《非自動(dòng)衡器》(2006E版)的國(guó)際建議,從中發(fā)現(xiàn) 針對(duì)高等級(jí)衡器方面許多條款,特別是一些小秤量的高分度數(shù)衡器,有明確的規(guī)定,卻不能執(zhí)行。 本文就OIML R76國(guó)際建議中的關(guān)于“特種準(zhǔn)確度等級(jí)”衡器的規(guī)定,進(jìn)一步展開(kāi)討論。
二、R76-1中關(guān)于高等級(jí)衡器方面的規(guī)定
在R76-1《非自動(dòng)衡器》國(guó)際建議中,可以找到不少關(guān)于不適用高等級(jí)衡器試驗(yàn)的規(guī)定,以下 是我們從建議的正文和幾個(gè)附錄中檢索到的部分內(nèi)容。
在3.2衡器分級(jí)的表3中:
*由于試驗(yàn)載荷的不確定度原因,通常不宜對(duì)e < 1mg的衡器進(jìn)行試驗(yàn)和檢定。
在3.4.2檢定分度值中:
檢定分度值e由下列表達(dá)式確定:
在3.8.2.2、A.4.8.2數(shù)字示值的鑒別力試驗(yàn)中:
在平衡穩(wěn)定的衡器上,輕緩地加放或取下一個(gè)等于實(shí)際分度值1.4倍的附加載荷,此時(shí)的示值應(yīng) 明顯地改變。該要求僅適用于d多5 mg的衡器。
在5.3.2中:除3.9條外,電子衡器在溫度范圍的上限和85%的相對(duì)濕度下應(yīng)符合要求。該要 求不適用I級(jí)衡器和e小于1 g的n級(jí)衡器。
本文注:3.9條是“由影響量和時(shí)間引起的變化”。
在5.3.3、B.4中:除I級(jí)衡器以外的電子衡器,電子衡器均應(yīng)進(jìn)行5.4.4規(guī)定的量程穩(wěn)定性試驗(yàn)。
在A.4.11示值隨時(shí)間變化(僅適用于:n級(jí)、H級(jí)或IIII級(jí)衡器)。
在A.5.1傾斜(僅適用II,III和IIII級(jí)衡器)。
在A.5.2預(yù)熱時(shí)間試驗(yàn):
對(duì)于I級(jí)衡器,在接通電源后應(yīng)對(duì)操作手冊(cè)規(guī)定的預(yù)熱時(shí)間進(jìn)行觀察。
在A.6耐久性試驗(yàn)中:
注:僅適用于Max ^ 100 kg的II、III和IIII級(jí)衡器。
在B.2濕熱穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)中:
注:不適用于I級(jí)衡器和e小于1g的II級(jí)衡器。
在C.3.1.1高增益和低增益時(shí)的試驗(yàn)中:
如果每個(gè)檢定分度值對(duì)應(yīng)的最低輸入信號(hào)電壓十分小,例如小于或等于1^V/e,可能很難找到 合適的模擬器或稱(chēng)重傳感器用于確定線(xiàn)性。
三、對(duì)于R76相關(guān)內(nèi)容的理解
在衡器分級(jí)時(shí)就明確指出:由于試驗(yàn)載荷的不確定度原因,通常不宜對(duì)e<1mg的衡器進(jìn)行 試驗(yàn)和檢定。
我們査看了國(guó)外多家天平制造企業(yè)的說(shuō)明書(shū),其特種準(zhǔn)確度等級(jí)衡器的“可讀性”是0.1mg (査 找了說(shuō)明書(shū)中所有計(jì)量指標(biāo),沒(méi)有看到“檢定分度值”這個(gè)指標(biāo)),這個(gè)“可讀性”是否是可以作 為檢定分度值?如果將可讀性指標(biāo)作為檢定分度值進(jìn)行使用,按照以上規(guī)定可以不進(jìn)行試驗(yàn)和檢定 了。
JJG2053-2016《質(zhì)量計(jì)量器具檢定系統(tǒng)表》明確指出,每一等級(jí)砝碼向下一等級(jí)砝碼傳遞量值 時(shí),都是“在相應(yīng)準(zhǔn)確度的基準(zhǔn)衡量?jī)x器(建議翻譯為:衡器)上,采用直接比較法或組合比較法” 進(jìn)行的。是否可以這樣理解:包括高等級(jí)砝碼在內(nèi),沒(méi)有相應(yīng)的衡器可以直接稱(chēng)量出砝碼的質(zhì)量值, 只有采用比較法進(jìn)行傳遞量值。那么那些號(hào)稱(chēng)百萬(wàn)分之一(嚴(yán)格意義上說(shuō),是一百萬(wàn)分度數(shù))的天平, 其準(zhǔn)確度目前是沒(méi)有辦法采用直接比較法傳遞。究其原因,可能沒(méi)有可溯源的砝碼或更高等級(jí)的計(jì) 量器具。
從國(guó)際建議中的以上十幾條規(guī)定,給我們一個(gè)這樣的信號(hào):越高等級(jí)的衡器需要進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng) 目越少。我們?cè)趯?duì)中準(zhǔn)確度等級(jí)(瓜級(jí)秤)和普通準(zhǔn)確度等級(jí)(IIII級(jí)秤)進(jìn)行型式評(píng)價(jià)試驗(yàn)時(shí),應(yīng) 該進(jìn)行:置零、稱(chēng)量性能、除皮性能、重復(fù)性、偏載、鑒別力、傾斜、示值隨時(shí)間變化、預(yù)熱時(shí)間、 溫度性能、電壓變化、耐久性、濕熱穩(wěn)態(tài)、抗干擾性能、量程穩(wěn)定性等15個(gè)項(xiàng)目之多的試驗(yàn)。而根 據(jù)以上規(guī)定高等級(jí)電子衡器可以不進(jìn)行以下一些關(guān)鍵項(xiàng)目的試驗(yàn),例如:鑒別力、預(yù)熱時(shí)間、溫度性能、 量程穩(wěn)定性、示值隨時(shí)間變化、傾斜、耐久性、濕熱穩(wěn)態(tài)等8項(xiàng)。
同樣是電子衡器,不論是低準(zhǔn)確度等級(jí),還是高準(zhǔn)確度等級(jí)在使用過(guò)程中都不可避免地受到周?chē)?/span> 環(huán)境因素對(duì)衡器性能的影響,只是影響的程度不同而已。雖然高準(zhǔn)確度等級(jí)電子衡器對(duì)環(huán)境要求比 較高,但是還是有一定范圍的,從嚴(yán)格意義上講,不通過(guò)符合使用環(huán)境條件下相關(guān)項(xiàng)目的試驗(yàn),是 無(wú)法判定一臺(tái)衡器產(chǎn)品在不同的使用環(huán)境下,是否能夠達(dá)到規(guī)定的計(jì)量要求和技術(shù)要求的。除非在 產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)就要求選擇高等級(jí)的元器件,比如選擇“工業(yè)級(jí)”的,或者選擇“軍用級(jí)”的。
在環(huán)境影響因素中,還有一種影響因子就是“大氣壓力”的影響。只要不是在真空裝置中,大 氣壓的變化就會(huì)對(duì)稱(chēng)量性能產(chǎn)生影響??諝飧×?duì)高準(zhǔn)確度等級(jí)電子衡器的影響,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它等 級(jí)的衡器,但是在國(guó)際建議中也僅僅在A.4.1.1正常試驗(yàn)條件中提了一句話(huà):“進(jìn)行必要的修正”, 不知這個(gè)“修正量”是如何界定?在A.5.3.1靜態(tài)溫度試驗(yàn)中指出:“對(duì)I級(jí)衡器,應(yīng)考慮大氣壓力 的變化”,而沒(méi)有要求在一定范圍內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn),那么這個(gè)應(yīng)考慮大氣壓力的變化的溫度和濕度范圍 又如何界定?如果是與其他等級(jí)的溫度和濕度范圍相同,則應(yīng)該明確。而R111在試驗(yàn)砝碼時(shí)就考慮 到一定溫度、相對(duì)濕度下空氣密度的影響問(wèn)題。
從3.4.3條中的例子我們可以清楚看到,“e=1mg”的I級(jí)衡器其檢定分度值e,可以等于 20d、50d、100d,甚至可以大于100d。這樣給我們一個(gè)直觀的印象,即分度值選擇的越小,衡器的 準(zhǔn)確度就越高。可是在對(duì)待m級(jí)、IIII級(jí)衡器的實(shí)際分度值與檢定分度值時(shí),卻只允許e=d,其理由是:
“分度值細(xì)分之后,稱(chēng)量結(jié)果可能會(huì)影響消費(fèi)者的利益”。而I級(jí)、n級(jí)衡器可以有輔助指示裝置, 可以將檢定分度值e盡可能地細(xì)分,難道細(xì)分之后就能夠保證該衡器的稱(chēng)量準(zhǔn)確度嗎?我們認(rèn)為如 果對(duì)于I級(jí)、n級(jí)電子衡器來(lái)講,檢定分度值e細(xì)分之后能夠確保稱(chēng)量準(zhǔn)確度,那么對(duì)于m級(jí)、IIII 級(jí)電子衡器,將檢定分度值e細(xì)分之后也是可以保證稱(chēng)量準(zhǔn)確度的。因?yàn)槌瞬糠植捎?/span>“電磁力平 衡式稱(chēng)重傳感器”的I級(jí)電子衡器外,目前電子衡器基本上都是采用電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器作為力電 轉(zhuǎn)換裝置的。如果說(shuō)有影響稱(chēng)量性能的問(wèn)題,兩種類(lèi)型的傳感器雖然影響大小不完全相同,但對(duì)于 細(xì)分后必須保證稱(chēng)量準(zhǔn)確度的要求上應(yīng)該是相同的,所不同的僅僅是允許使用的溫度范圍不同而已。
是否可以這樣理解,一臺(tái)電子衡器的檢定分度數(shù)為3000e,根據(jù)e=100d的比率,按“可讀性” 就是30萬(wàn)的I級(jí)電子衡器,就可以免于進(jìn)行溫度、濕熱穩(wěn)態(tài)、量程穩(wěn)定性等等一系列的試驗(yàn)?隨著 科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,已經(jīng)完全可以將稱(chēng)重指示器的分辨率和穩(wěn)定性大大提高。例如:目前采 用數(shù)字式稱(chēng)重傳感器的150t電子汽車(chē)衡,在沒(méi)有環(huán)境干擾影響的情況下,將稱(chēng)重指示器的示值穩(wěn)定 的顯示1kg是完全可以做到的。
四、結(jié)論與建議
1.鑒于目前有些地磅制造商為了提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力,將本該用于非法制計(jì)量管理的工業(yè)過(guò)程控制計(jì) 量產(chǎn)品的細(xì)分“可讀性”(或稱(chēng)作“分辨率”、或?qū)嶋H分度值)等同于“檢定分度值”,因此為了避免“可 讀性”(實(shí)際分度值)與檢定分度值相混淆,建議制造特種準(zhǔn)確度等級(jí)和高準(zhǔn)確度等級(jí)地磅的企業(yè) 在其特種準(zhǔn)確度等級(jí)和高準(zhǔn)確度等級(jí)產(chǎn)品的說(shuō)明標(biāo)志中除了標(biāo)注“可讀性”(實(shí)際分度值)以外, 還要同時(shí)標(biāo)明最大檢定分度數(shù)nmax或檢定分度值e,以正視聽(tīng)。
2.正是R76國(guó)際建議中對(duì)于高低準(zhǔn)確度等級(jí)的不公平待遇,好多原本只是中準(zhǔn)確度等級(jí)的衡器, 制造企業(yè)為了達(dá)到細(xì)分檢定分度值的目的,改頭換面成“天平”產(chǎn)品,造成市場(chǎng)上出現(xiàn)大量的“天平” 產(chǎn)品,而且都是號(hào)稱(chēng)具有3萬(wàn)、6萬(wàn)個(gè)分度,甚至更多的分度數(shù),并且用于工業(yè)生產(chǎn)的流水線(xiàn)上。
3.因?yàn)槟壳皣?guó)外主要生產(chǎn)特種準(zhǔn)確度等級(jí)和高準(zhǔn)確度等級(jí)衡器的企業(yè)(國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)也在效仿), 都是用“可讀性”替代“實(shí)際分度值”來(lái)表示,為了統(tǒng)一計(jì)量技術(shù)指標(biāo),建議以后檢定規(guī)程和型式 評(píng)價(jià)大綱等文件,是否可以將特種準(zhǔn)確度等級(jí)衡器的分度值改為“可讀性”,以避免使用者發(fā)生誤解。 或者統(tǒng)一要求取消“可讀性”,改用實(shí)際分度值d來(lái)表示。如果有企業(yè)認(rèn)為“可讀性”不同于實(shí)際 分度值d,那么則要求該衡器必須標(biāo)明實(shí)際分度值的大小。
4.地磅的試驗(yàn)?zāi)康氖菫榱耸沟迷摦a(chǎn)品能在實(shí)際使用條件下保持其計(jì)量與技術(shù)特性不變。為了體現(xiàn) 公平公正的原則,防止可鉆空子的漏洞,建議各種準(zhǔn)確度等級(jí)的型式評(píng)價(jià)試驗(yàn)中都應(yīng)該規(guī)定試驗(yàn)鑒 別力、預(yù)熱時(shí)間、溫度性能、量程穩(wěn)定性、示值隨時(shí)間變化、傾斜、耐久性、濕熱穩(wěn)態(tài)等指標(biāo)。我 們認(rèn)為無(wú)論是法制與非法制計(jì)量范疇,必須考慮實(shí)際使用的溫濕度等環(huán)境條件,因此在衡器計(jì)量產(chǎn) 品的型式評(píng)價(jià)試驗(yàn)中,上述大部分試驗(yàn)項(xiàng)目是必須要做的。
5.針對(duì)以上R76-1國(guó)際建議中存在的一些問(wèn)題,建議是否可以將R76-1國(guó)際建議拆分為幾個(gè)平 行的文件,一個(gè)是專(zhuān)門(mén)針對(duì)特種準(zhǔn)確度等級(jí)衡器的,一個(gè)是針對(duì)其他準(zhǔn)確度等級(jí)的衡器。