对汽车衡分度值问题的认识

【摘 要】 针对国内目前对汽车衡检定分度值和实际分度值争议比较多的情况，本文从设计角度谈一点个人的看法。任何一台衡器的初始固有误差，实际上是在设计过程中就已经基本确定了的，不是仅仅靠改变分度数就能提高其准确度的等级。后天（校准时）通过认真地调试是可以提高一定的计量性能，但这是有限的。
【关键词】 汽车衡；检定分度值；实际分度值
一、国内现状
目前不论是汽车衡使用单位，还是制造单位都喜欢将汽车衡分度数说的比较大，像zui大秤量为120t汽车衡的分度值定为20kg，分度数即为6000；zui大秤量150t汽车衡的分度值定为20kg，分度数即为7500。那么，为什么会出现这种情况呢？
1、衡器使用单位
对于使用衡器的单位来讲，有两个指导思想：一是认为一台衡器的分度值越小越好，特别是称量单价比较高的物品；二是想衡器的分度值能够尽量小一些，就可以使用大秤量的衡器称量比较轻的物品，可以节省，不需要再购买小秤量的衡器。
2、衡器制造销售企业
总想将衡器分度数的多少作为一个卖点，好像谁的产品分度数越多，其性能就越好一样。殊不知这样给自己的产品带来稳定性差的隐患，只要使用现场有一点风吹草动，称重仪表上的示值就上下变化。
我个人认为之所以会出现以上情况，有两种原因：一是对概念不清楚，一是处于一种私利。
对于概念问题，就必须先来明确何为“检定分度值”和“实际分度值”？
检定分度值e：用于衡器分级和检定的，以质量单位表示的值。
检定分度数n：zui大秤量与检定分度值之比，即n = Max/e。
实际分度值d：以质量单位表示的下述数值：
——对于模拟指示，系指相邻两个标尺标记所对应的值之差；
——对于数字指示，系指相邻两个示值之差。
对于私利问题，是不了解产品的实质，只是看到表面的现象，不能正确掌握产品的性能特点，其目的是想钻管理的漏洞。作为使用单位来说，往往采购者只是考虑准确度的高低，而使用者则考虑产品的长期稳定性。作为销售人员，总是与竞争对手比拼衡器的分度数多少，而不是产品的可靠性、稳定性。
二、标准与规程情况
在目前我们能够看到的，不论是建议，还是产品标准和检定规程，都对汽车衡产品进行了
严格而全面的规定。
1、有关规定
（1）衡器的检定分度值与实际分度值相等，即e=d。
衡器的类型 检定分度值
有分度衡器，无辅助指示装置 e=d
有分度衡器，有辅助指示装置 e 由制造商根据3.2 和3.4.2 的要求选择。
但是，又规定：
只有特种准确度级（Ⅰ）和高准确度级（Ⅱ）衡器可以配备辅助指示装置，该装置可以是：
——配游码的装置；
——插值读数装置；
——补充显示装置；
——有微分标尺分度的指示装置。
换句话说，就是“中准确度级（III）”衡器只能执行e=d 的规定。
（2）e≠d 的衡器
从以上规定可以看出，只有特种准确度级（Ⅰ）和高准确度级（Ⅱ）的衡器，其检定分度值e由下
列表达式确定：
d≤e≤10d
e=10k kg,k是正整数、负整数或零。
（3）其他影响量和限制
安装在室外的衡器，且没有采取适当保护措施防止大气环境影响时，如果衡器检定分度数n 相
对较大，通常可能无法满足其计量要求和技术要求。
（4）关于nLC≥n的规定
对于每只称重传感器，称重传感器的zui大分度数nLC应不小于衡器的检定分度数n：
nLC ≥ n
这个规定实质上就限制了衡器的分度数。也就是说，汽车衡如果采用了C3 级（3000v）的称重
传感器，其检定分度数也就zui多只能为3000e。
2、对结构的要求
（1）应用的适用性
衡器的结构设计应符合预期的使用目的。在刚刚发布的GB/T7723-2008《固定式电子衡器》中，
针对此条规定，对目前国内正常使用的，zui大秤量为30t 至150t 大型衡器的承载器，提出了相对
变形量的要求。即，新安装后的检测时，承载器zui大相对变形不大于1/800。
（2）使用的适用性
衡器的结构应合理、坚固、耐用，以保证其使用期内的计量性能。并且，对于安装在基础上的
衡器，其基础应达到如下要求：
1）必须满足该衡器zui大载荷时承载力要求；
2）基础两端应有一条长度等于承载器一半（但不要求超过12m）、宽度等于承载器的，并与承载器保持在同一水平面的平直通道。靠近承载器两端至少有3m以上的，应用混凝土或其它坚固材料制造，可承受与衡器承载器相等的所有载荷；地上衡通道剩余部分的斜坡应确保便于车辆驶入。
（3）检定的适用性
衡器的结构应符合测试的要求，其承载器应能使砝码方便且安全地放置其上，否则应附加支撑装置。
3、安全性
衡器不应有容易做欺骗性使用的特征。
衡器结构应满足在控制元件意外失效或偶然失调时，应有显著警示，除非不可能产生易于对确切功能的干扰。
衡器可以设置自动或半自动量程调整装置。该装置应安装在衡器内部与其组成一体。被保护后，外部不可能对它产生影响。
三、规定e=d的原因
1、初始固有误差
这是一个与衡器的基本构成部分有着密切关联的名词。
“初始固有误差”是指：衡器在性能测试和量程稳定性测试前所确定的误差。
从“初始固有误差”的定义可以明确看出：任何一台衡器自其设计制造安装结束之后，这台衡器的命运就已经确定的了。为什么要这样讲呢？因为，一台衡器是由承载器、称重传感器、称重仪表及基础等四大部分组成的。在设计过程中，承载器的刚度、强度都是设计所决定的，称重传感器的技术指标也是设计时选择的，称重仪表的参数也是设计时选择的，而基础的质量是在施工制造中确定的。在这些原始数据确定的前提下，自然这台衡器固有误差也就确定了。
如果一台zui大秤量为150t的汽车衡，检定分度值为50kg，当实际分度值为20kg时，实际使用时的称量值不可能反映真实的载荷重量，这是因为按照50kg的分度值检定时，其反映的是50kg初始固有误差的情况。如果这时将分度值调至20kg，在称量时显示的示值，不能代表该称量载荷的实际重量值，只有按照20kg分度值进行设计、制造和安装，才能反映实际的重量值。从下图就可以清楚看出一台相同秤量的汽车衡，其初始固有误差的曲线在不同误差带中的情况。
2、环境影响问题
固有误差：衡器在标准条件下确定的误差。
从固有误差的定义可以看出：在现场一定的环境条件、电源电压、电磁场干扰情况相对稳定时，经过精心调试是可以改变一定的计量性能，但是不能根本改变其计量指标。所以R76-1建议才推荐：一般衡器的n=3000，只有采用非常特别的方法测试时，n才可以大于3000。此外，公路车辆衡和轨道衡，其检定分度值不应小于10kg。
我曾经于90年代初设计过一台高准确度的衡器，作为标定质量流量计的校准装置，其检定分度数达到7500。其前提是：在室内温度变化只有10℃的环境下使用，且没有流动性气流影响。为此，设计时从众多0.02%级的称重传感器中挑选重复性好的，同时挑噪声指标zui小的称重指示器，承载器的设计刚度优于1/2000，要求安装基础要整体性的同时，又要足够的承载力。zui后验收检定时，各个称量点的zui大误差仅有允许误差的一半。
四、结论
任何一台衡器性能主要是在设计的先天确定了的，不论是zui大秤量，还是称量准确度等级，后天在一定条件下只是可以改变局部的部分性能。如果想要获得一台高准确度等级的衡器产品，只有从设计开始，直至到制造、安装、调试的每一个环节，都必须按照高准确度等级的标准去努力，而不是单单靠现场调试时改变分度值大小的工作。
同时，必须注意到高准确度等级的衡器，必须有相应准确度等级的标准砝码进行量值传递。也就是讲，没有M1级的标准砝码进行检定，是不可能确定1/6000准确度等级衡器的。
参考文献
1．R76-1《非自动衡器》（2006E）建议。
2．GB/T7723-2008《固定式电子衡器》国家标准。
3．陈日兴“关于室外使用的衡器检定分度数n不能大于3000的论述”，《称重科技》，2006。