本文簡述了汽車衡型評試驗(yàn)中使用非砝碼檢測方法。

1.汽車衡及非砝碼檢測方法簡介

汽車衡俗稱“地磅”，主要由承載器、稱重顯示儀表、稱重傳感器、連接件、限位裝置及接線盒等零部件組成，主要用于大宗貨物的稱重計(jì)量。電子汽車衡屬于國家依法管理的計(jì)量器具，須按照 《計(jì)量器具新產(chǎn)品管理辦法》 的要求進(jìn)行型式評價(jià)試驗(yàn)。

非砝碼檢測方法是一種基于疊加機(jī)原理的檢測方法，能夠用于對電子汽車衡進(jìn)行靜態(tài)計(jì)量性能檢測。該檢測方法通過液壓加卸載裝置施加標(biāo)準(zhǔn)載荷到電子汽車衡承載器上，將標(biāo)準(zhǔn)載荷與被檢電子汽車衡示值進(jìn)行比較即可直接對被檢電子汽車衡進(jìn)行靜態(tài)計(jì)量性能檢測。液壓裝置主要由液壓加載壓力源、加載控制裝置、加載油缸、標(biāo)準(zhǔn)傳感器、壓力變送及顯示儀表、導(dǎo)力支架等幾部分組成。標(biāo)準(zhǔn)傳感器數(shù)量與被檢電子汽車衡承載器結(jié)構(gòu)、計(jì)量性能和稱重傳感器數(shù)量有關(guān)，標(biāo)準(zhǔn)傳感器數(shù)量通常與被檢電子汽車衡使用的稱重傳感器數(shù)量相同，加載位置在稱重傳感器的上方。加載位置及機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。

2.汽車衡型式評價(jià)試驗(yàn)內(nèi)容

按照 GB/T 7723- 2008 《固定式電子衡器》 國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，汽車衡型式評價(jià)試驗(yàn)主要包括外觀檢查、兼容性核查、影響因子測試、抗干擾性能測試、承載器變形量測試、計(jì)量性能測試和表面涂漆漆膜附著強(qiáng)度測試等試驗(yàn)項(xiàng)目。

3 .非砝碼檢測方法在汽車衡型式評價(jià)試驗(yàn)中應(yīng)用

在電子汽車衡型式評價(jià)試驗(yàn)中，非砝碼檢測方法可用于進(jìn)行承載器變形量測試和計(jì)量性能測試。計(jì)量性能測試包括：稱量測試、除皮測試、偏載測試、鑒別力測試、蠕變測試、回零測試及預(yù)熱時(shí)間測試。對每項(xiàng)測試使用非砝碼檢測方法的分析如下。

3.1  承載器變形量測試

試驗(yàn)方法及要求：將相應(yīng)重量的載荷加載至承載器的指定區(qū)域，使用高度游標(biāo)卡尺在單節(jié)承載器中部位置測量出的單節(jié)承載器的變形量。承載器的相對變形量應(yīng)小于單節(jié)承載器的 1/800。

使用非砝碼法進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)，用液壓加卸載裝置代替標(biāo)準(zhǔn)砝碼，將相應(yīng)的載荷加載至承載器的指定區(qū)域。GB/T 7723- 2008 《固定式電子衡器》 國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了對不同最大秤量電子汽車衡進(jìn)行承載器變形量測試時(shí)施加的載荷及區(qū)域（如表 1 所示），進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)應(yīng)在表 1 規(guī)定的加載區(qū)域內(nèi)施加的均布載荷。以最大秤量為 100t的電子汽車衡為例：使用砝碼法進(jìn)行該項(xiàng)測試時(shí)，應(yīng)將 40t 砝碼加載在承載器上，并且應(yīng)在長度為 2.6m，寬度為電子汽車衡承載器寬度的區(qū)域內(nèi)均勻放置砝碼。使用非砝碼法進(jìn)行該項(xiàng)測試時(shí)，由于液壓加卸載裝置施加的載荷為集中載荷，在施加載荷相同的情況下，測試嚴(yán)酷度高于均布載荷，因此要考慮這一因素對試驗(yàn)結(jié)果的影響。可采取增加導(dǎo)力支架等措施，將集中載荷轉(zhuǎn)化為均布載荷，保證與采用砝碼法進(jìn)行該項(xiàng)測試的一致性。

3.2  稱量測試

試驗(yàn)方法及要求：將測試載荷從零遞增加載至最大秤量，并以同樣的方法遞減卸載至零。型式評價(jià)試驗(yàn)中，測定初始固有誤差時(shí)，至少選定10 個(gè)不同的秤量，選定的秤量應(yīng)包括：接近最大秤量、最小秤量、以及最大允許誤差改變的那些秤量點(diǎn)。對初始置零范圍大于 20%最大秤量的衡器，以置零范圍的上限為零點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充稱量測試。使用砝碼法進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)，存在加卸載砝碼時(shí)間長、與實(shí)際使用情況差異大等缺點(diǎn)。例如對一臺最大秤量為 100t的電子汽車衡進(jìn)行秤量測試，，需要按照要求加載至最大秤量 100t的砝碼，然后再卸載至零點(diǎn)，整個(gè)試驗(yàn)過程至少需要 5h~6h。而在實(shí)際使用時(shí)，汽車行駛到電子汽車衡承載器上進(jìn)行稱重，然后駛離承載器的整個(gè)稱量過程通常不超過 5min。試驗(yàn)過程與實(shí)際使用情況相差較大，無法準(zhǔn)確客觀的評價(jià)被檢電子汽車衡的靜態(tài)計(jì)量性能。

非砝碼檢測方法采用液壓加卸載裝置施加載荷，能夠快速準(zhǔn)確的施加載荷，完成以上測試過程只需要用時(shí)約 20min，可有效解決使用砝碼法進(jìn)行測試時(shí)試驗(yàn)時(shí)間太長，工作效率低的問題。由于在測試過程中，為了讀取示值誤差，需要在每個(gè)載荷點(diǎn)保持一定的穩(wěn)定時(shí)間，因此液壓加卸載裝置的在加卸載過程中必須能保證載荷的穩(wěn)定、準(zhǔn)確。

3.3  除皮測試

試驗(yàn)方法及要求：應(yīng)在下列不同皮重值下對衡器進(jìn)行稱量測試：（a） 扣除皮重：用 1/3 和 2/3最大皮重之間的一個(gè)皮重值；（b） 添加皮重：用1/3 和 3/3 最大皮重之間的兩個(gè)皮重值。按照稱量測試的要求至少選擇 5 個(gè)載荷值進(jìn)行加載和卸載，包括最小秤量 （僅當(dāng) Min≥100mg），處于或接近最大允許誤差發(fā)生改變的那些載荷值和接近可能的最大凈重載荷。

使用非砝碼法進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)，首先施加皮重載荷到電子汽車衡承載器上，待載荷穩(wěn)定后，在電子汽車衡稱重顯示儀表上進(jìn)行去皮操作。然后施加試驗(yàn)載荷，進(jìn)行除皮測試。進(jìn)行該項(xiàng)測試時(shí)，液壓加卸載裝置應(yīng)能保證施加的皮重載荷準(zhǔn)確、穩(wěn)定，否則無法確保除皮測試結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。與采用砝碼法進(jìn)行該項(xiàng)測試相比，非砝碼法具有效率高、速度快的特點(diǎn)。

3.4 重復(fù)性測試

試驗(yàn)方法及要求：分別在約為 1/2 最大秤量和接近最大秤量進(jìn)行兩組測試。對同一載荷，多次稱量所得的結(jié)果之差，應(yīng)不大于該秤量最大允許誤差的絕對值。

使用非砝碼法進(jìn)行重復(fù)性測試時(shí)，需要多次加載至同一載荷。由于液壓加載裝置中有多只標(biāo)準(zhǔn)傳感器，在實(shí)際加載時(shí)可以由一只標(biāo)準(zhǔn)傳感器進(jìn)行加載，也可以選擇不同的傳感器進(jìn)行組合加載。由于同一傳感器在不同載荷點(diǎn)的誤差不同，不同傳感器之間的計(jì)量性能也存在差別，因此為了確保施加載荷的一致性，消除標(biāo)準(zhǔn)傳感器誤差對測試結(jié)果的影響，每次加載時(shí)應(yīng)使用相同標(biāo)準(zhǔn)傳感器進(jìn)行加載，且盡可能保證每只傳感器多次加載載荷相同。

3.5 偏載測試

試驗(yàn)方法及要求：同一載荷在不同位置的示值，其誤差應(yīng)不大于該秤量的最大允許誤差。載荷應(yīng)施加在每一個(gè)支撐點(diǎn)的上方，面積與承載器1/n 的表面區(qū)域相當(dāng)，其中 n 為支撐點(diǎn)的個(gè)數(shù)。

由于液壓加卸載裝置施加的載荷為集中載荷，無法將載荷均勻加載至與承載器 1/n 的表面區(qū)域相當(dāng)面積上，使用非砝碼法進(jìn)行該項(xiàng)測試時(shí)，應(yīng)考慮到施加載荷的位置，可采取增加導(dǎo)力支架等措施，將集中載荷轉(zhuǎn)化為均布載荷。如果測試中使用安裝在承載器上的不同標(biāo)準(zhǔn)傳感器加載相同的載荷，應(yīng)考慮到不同標(biāo)準(zhǔn)傳感器在同一載荷點(diǎn)有不同的誤差，必要時(shí)應(yīng)對測試結(jié)果進(jìn)行修正。

3.6 鑒別力測試

試驗(yàn)方法及要求：在三個(gè)不同的秤量點(diǎn)進(jìn)行測試：最小秤量、1/2 最大秤量和最大秤量。施加載荷后，依次取下 0.1e 的小砝碼，直到示值 I 確實(shí)減少了一個(gè) e 而成為 I－e，再放上一個(gè) 0.1e 的小砝碼，然后再輕緩地放上 1.4e 的砝碼，示值應(yīng)為 I＋e。

使用非砝碼法進(jìn)行該項(xiàng)測試可采取兩種方式：（1） 首先在承載器上施加 10 只 0.1e 的小砝碼，然后由液壓加卸載裝置加載至規(guī)定載荷，待載荷穩(wěn)定后，依次取下 0.1e 的小砝碼，直到示值 I確實(shí)減少了一個(gè) e 而成為 I－e，再放上一個(gè) 0.1e的小砝碼，然后再輕緩地放上 1.4e 的砝碼，示值應(yīng)為 I＋e。

（2） 液壓加卸載裝置加載至規(guī)定載荷，待載荷穩(wěn)定后，液壓加卸載裝置以每次 0.1e 的變化量逐步減小載荷，直至被檢電子汽車衡示值 I 確實(shí)減少了一個(gè) e 而成為 I－e，液壓加卸載裝置再增加一個(gè)0.1e 的載荷，被檢電子汽車衡示值應(yīng)改變?yōu)?/span> I，此時(shí)液壓加卸載裝置增加 1.4e 的載荷，被檢電子汽車衡示值應(yīng)為 I＋e。

在第一種方法中，液壓加卸載裝置只用于施加規(guī)定的載荷，由檢測人員手動(dòng)施加小砝碼，在試驗(yàn)過程中確保液壓加卸載裝置施加的載荷的穩(wěn)定、準(zhǔn)確即可；第二種方法完全由液壓加卸載裝置完成整改試驗(yàn)過程，液壓加卸載裝置要保證施加的載荷穩(wěn)定、準(zhǔn)確外，還要與被檢電子汽車衡進(jìn)行通訊，實(shí)時(shí)采集被檢電子汽車衡稱重顯示儀表的數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，自動(dòng)完成整個(gè)鑒別力測試的過程。第二種方法測試過程完全自動(dòng)化，對液壓加卸載裝置的結(jié)構(gòu)、通訊、控制有較高的技術(shù)要求。

3.7 蠕變測試

試驗(yàn)方法及要求：在被檢電子汽車衡上加放最大秤量 （或接近最大秤量） 的砝碼，示值剛一穩(wěn)定立即讀到的示值，與砝碼在衡器上保持 4h 的示值之差，應(yīng)不大于相應(yīng)秤量最大允許誤差的絕對值。測試期間的溫度變化應(yīng)不大于 2℃。如果測試期間，第一個(gè) 30min 內(nèi)，示值變化不大于 0.5e，而其中第 15min 與 30min 時(shí)的示值之差不大于0.2e，則此項(xiàng)測試即可結(jié)束。

該項(xiàng)測試需要在較短的時(shí)間內(nèi)加載最大秤量的載荷，然后在 5min、15min、30min 記錄被檢電子汽車衡示值。在實(shí)際型式評價(jià)試驗(yàn)中，對于秤量較大的電子汽車衡，很難在短時(shí)間內(nèi)加載至最大秤量的載荷。例如：對一臺最大秤量為 100t 的電子汽車衡進(jìn)行蠕變測試，如果使用行車或吊機(jī)進(jìn)行加載砝碼，加載砝碼的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過 30min。在加載砝碼的過程中，被檢電子汽車衡已經(jīng)發(fā)生蠕變，加載至最大秤量，示值剛一穩(wěn)定立即讀到的示值已包含加載過程中的蠕變。

使用非砝碼法進(jìn)行該項(xiàng)測試，液壓加卸載裝置可實(shí)現(xiàn)快速加載，在幾分鐘內(nèi)加載至最大秤量，相比砝碼法更加方便、快捷，消除加載過程緩慢對測試結(jié)果的影響。但由于液壓加卸載裝置使用的標(biāo)準(zhǔn)傳感器也存在蠕變，在使用非砝碼法對被檢電子汽車衡進(jìn)行蠕變測試時(shí)，應(yīng)考慮到標(biāo)準(zhǔn)傳感器的蠕變誤差，必要時(shí)應(yīng)對測試結(jié)果進(jìn)行修正。

3.8  回零測試

試驗(yàn)方法及要求：在被檢電子汽車衡上加放最大秤量 （或接近最大秤量） 的砝碼，測定加載30min 前后的零點(diǎn)示值之差 （示值剛一穩(wěn)定立即讀數(shù)） 應(yīng)不大于±0.5e。

該項(xiàng)測試是測定加載最大秤量載荷 30min 前后零點(diǎn)示值的變化，使用砝碼法對最大秤量較大的電子汽車衡進(jìn)行該項(xiàng)測試時(shí)，從零載荷加載到最大秤量，穩(wěn)定 30min，卸載至零點(diǎn)，整個(gè)測試過程遠(yuǎn)超出規(guī)定時(shí)間，測試嚴(yán)酷度高于標(biāo)準(zhǔn)的要求。非砝碼法加載快速，可以完全按照要求進(jìn)行該項(xiàng)測試。

3.9  預(yù)熱時(shí)間測試

試驗(yàn)方法及要求：使用電源供電的電子汽車衡，先斷電至少 8h，然后接通電源并開機(jī)，待示值剛一穩(wěn)定后立即置零，并測定和計(jì)算零點(diǎn)誤差，再加放接近最大秤量的砝碼，在 5min、15min、30min 后重復(fù)測試，每次測試均應(yīng)對那時(shí)的零點(diǎn)進(jìn)行修正。

該項(xiàng)測試需要在較短的時(shí)間內(nèi)加載最大秤量的載荷，然后快速卸載至零點(diǎn)，并在 5min、15min、30min 重復(fù)上述測試過程。在實(shí)際型式評價(jià)試驗(yàn)中，對于秤量較大的電子汽車衡，很難在短時(shí)間內(nèi)加載至最大秤量的載荷。使用非砝碼法進(jìn)行該項(xiàng)測試，液壓加卸載裝置可實(shí)現(xiàn)快速加載，在幾分鐘內(nèi)加載至最大秤量，并能實(shí)現(xiàn)快速卸載，相比砝碼法更加方便、快捷。

4.非砝碼法檢測方法的特點(diǎn)

非砝碼檢測方法能夠?qū)崿F(xiàn)快速加卸載，有效的解決了使用砝碼法進(jìn)行檢測時(shí)工作強(qiáng)度高、效率低、危險(xiǎn)大的問題，大幅減低了工作強(qiáng)度，提高了檢測效率，能夠更加快捷、有效、安全地對電子汽車衡進(jìn)行計(jì)量性能檢測。

由于液壓加卸載裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，影響其準(zhǔn)確度的因素較多，在電子汽車衡型式評價(jià)試驗(yàn)中使用非砝碼法時(shí)，檢測人員要考慮到非砝碼檢測方法與砝碼法的差異，減小溫度、濕度、震動(dòng)等環(huán)境因素對檢測過程的影響，保證檢測過程符合規(guī)定的要求，確保檢測結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。