衡器市场的检测应用技术

衡器市场的检测应用技术

吴钊

柳州市计量技术测试研究所广西柳州市545000

摘要：随着科学技术的不断发展，衡器的应用领域不断拓宽，商贸领域的使用尤为广泛。本文介绍了衡器的分类以及发展现状，并主要对大型衡器进行分析，在分析基础上提出大型衡器检测方法，包括传统的标准砝码法、标准砝码替代法以及电子科学技术发展背景下发展的集成式检测法和比对检测法。

关键词：大型衡器；检测方法；标准砝码

引言

衡器作为一种测量物体重量（质量）的器械，充分利用了胡克定律/杠杆原理。一般衡器由三部分组成：传力转换系统、承重系统、示值系统。随着衡器的研究深入，开始在以工业、农业、医学以及科研为代表的各个领域普及并广泛应用。本文对衡器的分类以及发展现在进行简单的概述，并针对大型衡器的检测方法进行分析。

1衡器概述

1.1衡器的分类

衡器是利用胡克定律或力的杠杆平衡原理测定物体质量的仪器。衡器主要由承重系统(如秤盘)、传力转换系统(如杠杆传力系统)和示值系统(如刻度盘)三部分组成。衡器按结构原理可分为机械秤、电子秤、机电结合秤三大类。

机械秤

机械秤又分为杠杆秤（包括等臂杠杆秤也即狭义的天平、不等臂杠杆秤）和弹簧秤。

电子秤

载于秤的台座、盘、钩上的物品的重量由传感器蠕变反应平衡，由仪器数字显示的秤为电子秤。

电子秤的分类：(1）按原理分：电子机械秤、机电结合秤、电子桌秤；(2）按功能分：计数秤、价格秤、计重秤：(3）按用途分：工业秤、商业秤、特种秤。

机电结合秤

测力系统是依据机械原理（形变与力的关系）和显示是电子技术相结合的秤。其次，衡器还可按衡量方法分自动衡器和非自动衡器。自动衡器主要用于工矿企业的配料秤、定量包装秤等，而市场上用的最多的是非自动衡器，也就是人们接触最多的电子衡器，主要用于贸易结算，包括电子桌秤、电子台秤等。

1.2衡器发展的现状

我国的衡器行业是一个具有漫长发展历史的传统产业和重要的基础行业。二十世纪五十年代中期,电子技术的渗入推动了衡器的发展，六十年代初期我国出现机电衡器。改革开放后，我国衡器行业有了较快的发展，衡器工业的管理体制、行业结构、产品结构、技术水平以及在国民经济中所处的地位更是变化巨大。多年以来，我国都是以机械衡器为主，二十世纪八十年代开始扩大对电子衡器的使用和对大型自动衡器的研制，我国现已能够独立设计制造精度高、运行快、计量准确的各种电子衡器。由于科技高速发展和应用水平提高，衡器产品数字化、集成化、网络化、智能化将成为世界衡器工业的发展方向和重点。例如，目前我们常讲的数字化称重传感器就是将模拟式称重与数字电路有机结合。模拟称重传感器的信号经过放大、滤波，由模数转换器转换为数字量。数字化的测量信号再经过微处理器处理，通过RS-485串口传输。我国目前应用高技术含量的先进衡器，还处在依赖进口解决供应的阶段，因此，在技术含量高的衡器产品领域，我国的衡器制造企业有着巨大的发展空间。另外，随着国内消费水平和工业经济的持续增长，衡器产品的国内需求将进一步拉升。

2常用大型衡器检测方法

2.1标准砝码法

作为衡器最早的检测方法，基本和衡器的发展伴生，标准砝码法能够直接通过砝码来检测衡器的大部分计量性能。和衡器的检测标准相同，对于砝码检测误差同样要求在被检衡器最大允许误差的三分之一之内。在首次使用标准砝码法进行检测之前，需要对最大称量的称量准确度进行确定，作为检测的重要步骤必不可少。除了首次之外的其他大型衡器的测量中也需要对最大称量进行测试，保证至少测试三分之二的最大称量。这种标准砝码法虽然在衡器的检测中发展历史较久，但由于各个方面的原因导致其在大型衡器方面的应用中具有极大的限制，极少应用。大型衡器往往需要的吨位较大，最低也需要几十吨，最大可达到上千吨，而标准砝码的价格和条件要求较高，准备如此大的标准砝码需要耗费大量的财力资源，检定部分一般不会耗费如此大的资源俩进行处理。在这样的背景下，新的检测方法被提出——标准砝码替代法。

2.2标准砝码替代法

由于标准砝码法不能满足大型衡器检测的实际需求，标准砝码替代法被提出并被广泛应用于大型衡器的检测。随着汽车运输量以荷载量吨位的提高，物流行业对于其荷载的要求逐渐提高，但是目前大部分的检定站中存在标准砝码数量不足不能满足实际检测要求，这样人们进行研究希望能够发现一种替代物来进行替代标准砝码，提高检定范围。

在标准砝码替代法的应用过程中，首先对标准砝码进行处理，统计放置在被检衡器的承载器上对需要替代的秤量尽心检定；然后确定秤量的误差并对秤量的最小误差进行记录。完成上述操作之后取下标准砝码。

然后把按照相应标准确定的替代物放置于检衡器的承载器上，按照标注砝码的操作对替代物进行处理，保证替代物的秤量和标准砝码产生的秤量误差状态相同保持一致。

接下来对衡器较大秤量进行鉴定，将第一步中取下的标准砝码在此放置在衡器的承载器中；完成标准砝码的放置之后可以进行砝码替代操作，在砝码替代的过程中需要进行重复操作完成，一般在衡器最大称量的50%处进行，最终能够检定处衡器的准确最大秤量值。（注：在进行重复操作标定的过程中容易出现误差，为避免误差的出现在重复操作过程中需要按照我国检定标准进行严格控制。）

当具有标准砝码数量达到被检衡器最大秤量50%的时候可以只需要进行一次砝码替代。当被检衡器重复性低于0.3e且达到标准砝码最大秤量35%的时候需要进行二次砝码替代操作。同样，被检衡器重复性低于0.2e且低于标准砝码最大秤量20%的时候需要进行四次砝码替代，才能够完成衡器检定。

3现代电子技术背景下的大型衡器检测解

3.1集成式检测法

集成式检测方法经过多年研究之后已经逐渐成熟，在大型衡器的检定中开始应用。这种检定方式充分利用了大型衡器的自由装置进行，通过这一检定方法来确定被称中午的约定真值，因此可以很好的应用于大型衡器的动态秤量准确度的检定。这种方法虽然已经在大型衡器检定中应用，但是由于设备等方面的问题仍然具有一定限制，首先这种检定方法还主要适用于自动衡器的检定，另外这种检定方法还要求被检衡器具有一定的静态秤量准确度。

3.2比对检测法（叠加法）

这种方法在检定的过程中需要应用叠加式标准机，随着叠加式标准机的发展这一技术也相对成熟，在检测负荷传感器上具有良好的效果，目前我国在大型衡器检定中也开始广泛应用。这种检定方法和我国大型衡器的称重传感器相比准确度更高，因此在未来大型衡器的检测中具有一定的应用前景，但仅仅只局限于理论方面，在实际应用中还有几个问题亟待解决。

在比对检测法的实施中需要将加载点作用于承重传感器的承载器，但由于接触面积的问题，接触点较小而承载器的面积较大，不能像砝码一样两者之间有较大接触面，直接导致承载器强度和刚度要求较高。另外作为整机计量性能的重要衡量标准，力源直接反应了系统的控制性能。在比对检测法的应用中会由于外力的作用导致衡器发生形变，由于传力系统的弹性导致不能正常的显示承重数值，影响了检测准确度。

4结束语

未来不但是高度竞争的产品国际化时代，也是数据的时代，不仅仅是工业、农业、商业、交通、科研、医疗卫生等部门发展离不开衡器的精确计量测试，而且未来的生活也将与衡器息息相关。我们要重视衡器在计量中的应用和精确数据的追求，从源头上提高产品的质量才能在竞争中找到机遇，谋得更长远的发展。

参考文献

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