汽车衡型评试验中使用非砝码检测方法的探讨

本文简述了汽车衡型评试验中使用非砝码检测方法。

1.汽车衡及非砝码检测方法简介

汽车衡俗称“地磅”，主要由承载器、称重显示仪表、称重传感器、连接件、限位装置及接线盒等零部件组成，主要用于大宗货物的称重计量。电子汽车衡属于国家依法管理的计量器具，须按照 《计量器具新产品管理办法》 的要求进行型式评价试验。

非砝码检测方法是一种基于叠加机原理的检测方法，能够用于对电子汽车衡进行静态计量性能检测。该检测方法通过液压加卸载装置施加标准载荷到电子汽车衡承载器上，将标准载荷与被检电子汽车衡示值进行比较即可直接对被检电子汽车衡进行静态计量性能检测。液压装置主要由液压加载压力源、加载控制装置、加载油缸、标准传感器、压力变送及显示仪表、导力支架等几部分组成。标准传感器数量与被检电子汽车衡承载器结构、计量性能和称重传感器数量有关，标准传感器数量通常与被检电子汽车衡使用的称重传感器数量相同，加载位置在称重传感器的上方。加载位置及机械结构如图 1 所示。

2.汽车衡型式评价试验内容

按照 GB/T 7723- 2008 《固定式电子衡器》 国家标准的相关要求，汽车衡型式评价试验主要包括外观检查、兼容性核查、影响因子测试、抗干扰性能测试、承载器变形量测试、计量性能测试和表面涂漆漆膜附着强度测试等试验项目。

3 .非砝码检测方法在汽车衡型式评价试验中应用

在电子汽车衡型式评价试验中，非砝码检测方法可用于进行承载器变形量测试和计量性能测试。计量性能测试包括：称量测试、除皮测试、偏载测试、鉴别力测试、蠕变测试、回零测试及预热时间测试。对每项测试使用非砝码检测方法的分析如下。

3.1  承载器变形量测试

试验方法及要求：将相应重量的载荷加载至承载器的指定区域，使用高度游标卡尺在单节承载器中部位置测量出的单节承载器的变形量。承载器的相对变形量应小于单节承载器的 1/800。

使用非砝码法进行该项试验时，用液压加卸载装置代替标准砝码，将相应的载荷加载至承载器的指定区域。GB/T 7723- 2008 《固定式电子衡器》 国家标准中规定了对不同最大秤量电子汽车衡进行承载器变形量测试时施加的载荷及区域（如表 1 所示），进行该项试验时应在表 1 规定的加载区域内施加的均布载荷。以最大秤量为 100t的电子汽车衡为例：使用砝码法进行该项测试时，应将 40t 砝码加载在承载器上，并且应在长度为 2.6m，宽度为电子汽车衡承载器宽度的区域内均匀放置砝码。使用非砝码法进行该项测试时，由于液压加卸载装置施加的载荷为集中载荷，在施加载荷相同的情况下，测试严酷度高于均布载荷，因此要考虑这一因素对试验结果的影响。可采取增加导力支架等措施，将集中载荷转化为均布载荷，保证与采用砝码法进行该项测试的一致性。

3.2  称量测试

试验方法及要求：将测试载荷从零递增加载至最大秤量，并以同样的方法递减卸载至零。型式评价试验中，测定初始固有误差时，至少选定10 个不同的秤量，选定的秤量应包括：接近最大秤量、最小秤量、以及最大允许误差改变的那些秤量点。对初始置零范围大于 20%最大秤量的衡器，以置零范围的上限为零点进行补充称量测试。使用砝码法进行该项试验时，存在加卸载砝码时间长、与实际使用情况差异大等缺点。例如对一台最大秤量为 100t的电子汽车衡进行秤量测试，，需要按照要求加载至最大秤量 100t的砝码，然后再卸载至零点，整个试验过程至少需要 5h~6h。而在实际使用时，汽车行驶到电子汽车衡承载器上进行称重，然后驶离承载器的整个称量过程通常不超过 5min。试验过程与实际使用情况相差较大，无法准确客观的评价被检电子汽车衡的静态计量性能。

非砝码检测方法采用液压加卸载装置施加载荷，能够快速准确的施加载荷，完成以上测试过程只需要用时约 20min，可有效解决使用砝码法进行测试时试验时间太长，工作效率低的问题。由于在测试过程中，为了读取示值误差，需要在每个载荷点保持一定的稳定时间，因此液压加卸载装置的在加卸载过程中必须能保证载荷的稳定、准确。

3.3  除皮测试

试验方法及要求：应在下列不同皮重值下对衡器进行称量测试：（a） 扣除皮重：用 1/3 和 2/3最大皮重之间的一个皮重值；（b） 添加皮重：用1/3 和 3/3 最大皮重之间的两个皮重值。按照称量测试的要求至少选择 5 个载荷值进行加载和卸载，包括最小秤量 （仅当 Min≥100mg），处于或接近最大允许误差发生改变的那些载荷值和接近可能的最大净重载荷。

使用非砝码法进行该项试验时，首先施加皮重载荷到电子汽车衡承载器上，待载荷稳定后，在电子汽车衡称重显示仪表上进行去皮操作。然后施加试验载荷，进行除皮测试。进行该项测试时，液压加卸载装置应能保证施加的皮重载荷准确、稳定，否则无法确保除皮测试结果的准确可靠。与采用砝码法进行该项测试相比，非砝码法具有效率高、速度快的特点。

3.4 重复性测试

试验方法及要求：分别在约为 1/2 最大秤量和接近最大秤量进行两组测试。对同一载荷，多次称量所得的结果之差，应不大于该秤量最大允许误差的绝对值。

使用非砝码法进行重复性测试时，需要多次加载至同一载荷。由于液压加载装置中有多只标准传感器，在实际加载时可以由一只标准传感器进行加载，也可以选择不同的传感器进行组合加载。由于同一传感器在不同载荷点的误差不同，不同传感器之间的计量性能也存在差别，因此为了确保施加载荷的一致性，消除标准传感器误差对测试结果的影响，每次加载时应使用相同标准传感器进行加载，且尽可能保证每只传感器多次加载载荷相同。

3.5 偏载测试

试验方法及要求：同一载荷在不同位置的示值，其误差应不大于该秤量的最大允许误差。载荷应施加在每一个支撑点的上方，面积与承载器1/n 的表面区域相当，其中 n 为支撑点的个数。

由于液压加卸载装置施加的载荷为集中载荷，无法将载荷均匀加载至与承载器 1/n 的表面区域相当面积上，使用非砝码法进行该项测试时，应考虑到施加载荷的位置，可采取增加导力支架等措施，将集中载荷转化为均布载荷。如果测试中使用安装在承载器上的不同标准传感器加载相同的载荷，应考虑到不同标准传感器在同一载荷点有不同的误差，必要时应对测试结果进行修正。

3.6 鉴别力测试

试验方法及要求：在三个不同的秤量点进行测试：最小秤量、1/2 最大秤量和最大秤量。施加载荷后，依次取下 0.1e 的小砝码，直到示值 I 确实减少了一个 e 而成为 I－e，再放上一个 0.1e 的小砝码，然后再轻缓地放上 1.4e 的砝码，示值应为 I＋e。

使用非砝码法进行该项测试可采取两种方式：（1） 首先在承载器上施加 10 只 0.1e 的小砝码，然后由液压加卸载装置加载至规定载荷，待载荷稳定后，依次取下 0.1e 的小砝码，直到示值 I确实减少了一个 e 而成为 I－e，再放上一个 0.1e的小砝码，然后再轻缓地放上 1.4e 的砝码，示值应为 I＋e。

（2） 液压加卸载装置加载至规定载荷，待载荷稳定后，液压加卸载装置以每次 0.1e 的变化量逐步减小载荷，直至被检电子汽车衡示值 I 确实减少了一个 e 而成为 I－e，液压加卸载装置再增加一个0.1e 的载荷，被检电子汽车衡示值应改变为 I，此时液压加卸载装置增加 1.4e 的载荷，被检电子汽车衡示值应为 I＋e。

在第一种方法中，液压加卸载装置只用于施加规定的载荷，由检测人员手动施加小砝码，在试验过程中确保液压加卸载装置施加的载荷的稳定、准确即可；第二种方法完全由液压加卸载装置完成整改试验过程，液压加卸载装置要保证施加的载荷稳定、准确外，还要与被检电子汽车衡进行通讯，实时采集被检电子汽车衡称重显示仪表的数据，并根据这些数据进行判断，自动完成整个鉴别力测试的过程。第二种方法测试过程完全自动化，对液压加卸载装置的结构、通讯、控制有较高的技术要求。

3.7 蠕变测试

试验方法及要求：在被检电子汽车衡上加放最大秤量 （或接近最大秤量） 的砝码，示值刚一稳定立即读到的示值，与砝码在衡器上保持 4h 的示值之差，应不大于相应秤量最大允许误差的绝对值。测试期间的温度变化应不大于 2℃。如果测试期间，第一个 30min 内，示值变化不大于 0.5e，而其中第 15min 与 30min 时的示值之差不大于0.2e，则此项测试即可结束。

该项测试需要在较短的时间内加载最大秤量的载荷，然后在 5min、15min、30min 记录被检电子汽车衡示值。在实际型式评价试验中，对于秤量较大的电子汽车衡，很难在短时间内加载至最大秤量的载荷。例如：对一台最大秤量为 100t 的电子汽车衡进行蠕变测试，如果使用行车或吊机进行加载砝码，加载砝码的时间远远超过 30min。在加载砝码的过程中，被检电子汽车衡已经发生蠕变，加载至最大秤量，示值刚一稳定立即读到的示值已包含加载过程中的蠕变。

使用非砝码法进行该项测试，液压加卸载装置可实现快速加载，在几分钟内加载至最大秤量，相比砝码法更加方便、快捷，消除加载过程缓慢对测试结果的影响。但由于液压加卸载装置使用的标准传感器也存在蠕变，在使用非砝码法对被检电子汽车衡进行蠕变测试时，应考虑到标准传感器的蠕变误差，必要时应对测试结果进行修正。

3.8  回零测试

试验方法及要求：在被检电子汽车衡上加放最大秤量 （或接近最大秤量） 的砝码，测定加载30min 前后的零点示值之差 （示值刚一稳定立即读数） 应不大于±0.5e。

该项测试是测定加载最大秤量载荷 30min 前后零点示值的变化，使用砝码法对最大秤量较大的电子汽车衡进行该项测试时，从零载荷加载到最大秤量，稳定 30min，卸载至零点，整个测试过程远超出规定时间，测试严酷度高于标准的要求。非砝码法加载快速，可以完全按照要求进行该项测试。

3.9  预热时间测试

试验方法及要求：使用电源供电的电子汽车衡，先断电至少 8h，然后接通电源并开机，待示值刚一稳定后立即置零，并测定和计算零点误差，再加放接近最大秤量的砝码，在 5min、15min、30min 后重复测试，每次测试均应对那时的零点进行修正。

该项测试需要在较短的时间内加载最大秤量的载荷，然后快速卸载至零点，并在 5min、15min、30min 重复上述测试过程。在实际型式评价试验中，对于秤量较大的电子汽车衡，很难在短时间内加载至最大秤量的载荷。使用非砝码法进行该项测试，液压加卸载装置可实现快速加载，在几分钟内加载至最大秤量，并能实现快速卸载，相比砝码法更加方便、快捷。

4.非砝码法检测方法的特点

非砝码检测方法能够实现快速加卸载，有效的解决了使用砝码法进行检测时工作强度高、效率低、危险大的问题，大幅减低了工作强度，提高了检测效率，能够更加快捷、有效、安全地对电子汽车衡进行计量性能检测。

由于液压加卸载装置结构复杂，影响其准确度的因素较多，在电子汽车衡型式评价试验中使用非砝码法时，检测人员要考虑到非砝码检测方法与砝码法的差异，减小温度、湿度、震动等环境因素对检测过程的影响，保证检测过程符合规定的要求，确保检测结果准确、可靠。