大型衡器檢定中標(biāo)準(zhǔn)砝碼替代法

我們這里的大型衡器是指大秤量在幾十噸以上的衡器。在歷*，大型衡器的檢定都是使用大量的20kg砝碼，用人工搬運(yùn)的方法一步步地檢至大秤量。由于這種方法工作量大，有一定的局限性，僅能實(shí)現(xiàn)大秤量為20t-30t衡器的檢定。后來大型衡器檢定使用了500kg -1000kg圓柱或矩形的大砝碼，再配備之相應(yīng)的運(yùn)輸、起吊設(shè)備。通常是將起吊設(shè)備安裝在載重卡車上，構(gòu)成一臺(tái)檢衡車。載重卡車承擔(dān)砝碼的運(yùn)輸，起吊設(shè)備負(fù)責(zé)裝卸砝碼并把砝碼放到特定的位置。起吊設(shè)備能否實(shí)現(xiàn)把砝碼放到特定位置，這取決于起吊設(shè)備的臂長(zhǎng)和靈活程度。有些起吊設(shè)備完成不了將砝碼放置到衡器特定位置的任務(wù)，就得配備與之相符的輔助方法。圓柱砝碼可以用人工滾動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)將其放到特定位置，而矩形砝碼就得使用電瓶叉車將其放到特定位置。我國(guó)各地技術(shù)機(jī)構(gòu)配備的檢衡車，一般卡車的載重量不過30t，卡車自重可達(dá)20t。用這種檢衡車也只能實(shí)現(xiàn)大秤量在50t左右衡器的檢定。實(shí)際上道路和交通運(yùn)輸?shù)囊?guī)定也不允許卡車的載重量再大，所以許多國(guó)家規(guī)定汽車衡的大秤量在60t就足夠了。但是我國(guó)現(xiàn)在大型衡器的秤量已發(fā)展至一二百噸，要實(shí)現(xiàn)對(duì)這些衡器大秤量的檢定是十分困難的，檢定機(jī)構(gòu)又應(yīng)當(dāng)對(duì)衡器大秤量進(jìn)行檢定，這是檢定機(jī)構(gòu)的責(zé)任，這對(duì)用于貿(mào)易結(jié)算的衡器尤其重要。其方法之一是配備足量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，由檢衡車多跑幾趟拉足砝碼實(shí)現(xiàn)對(duì)大秤量的檢定，這種方法僅適用路途近的場(chǎng)合。由于費(fèi)用較大、極為不經(jīng)濟(jì)，應(yīng)用比較少。另一種方法是配備一定量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，再檢定現(xiàn)場(chǎng)尋找合適的“替代物”，采用標(biāo)準(zhǔn)砝碼替代法實(shí)現(xiàn)衡器大秤量的檢定。

標(biāo)準(zhǔn)砝碼替代法是對(duì)大型衡器檢定時(shí)，由于準(zhǔn)備的標(biāo)準(zhǔn)砝碼數(shù)量又達(dá)不到衡器大秤量所需的量，就可用恒定載荷代替標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行檢定。方法是：先將檢定現(xiàn)場(chǎng)所有的標(biāo)準(zhǔn)砝碼放到被檢衡器上，檢定至需要進(jìn)行替代的秤量，記錄下該秤量誤差和找化整前誤差（閃變點(diǎn)）所用小砝碼的量，然后將標(biāo)準(zhǔn)砝碼卸下（注意不要空秤），將替代物加到衡器承載器上，并通過加減小的替代物恢復(fù)到該秤量的實(shí)際誤差，此時(shí)“閃變點(diǎn)”處所用小砝碼要與替代前的一致。此時(shí)就可以再向衡器加上前面被替代下來的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，進(jìn)行更大秤量的檢定，直至所有的標(biāo)準(zhǔn)砝碼又都加到衡器上，再進(jìn)行砝碼替代，這樣重復(fù)替代幾次直檢至衡器的大秤量。在砝碼替代過程中必然會(huì)產(chǎn)生一定的方法誤差，而這些誤差主要是由被檢衡器重復(fù)性造成的，故標(biāo)準(zhǔn)砝碼的替代法應(yīng)當(dāng)對(duì)被檢衡器的重復(fù)性提出相應(yīng)要求。

在建議R76《非自動(dòng)衡器》、R134《動(dòng)態(tài)公路車輛自動(dòng)衡器》和我國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程JJG555-1996《非自動(dòng)秤通用檢定規(guī)程》、JJG907-2006《動(dòng)態(tài)公路車輛自動(dòng)衡器》都有關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)砝碼替代法的規(guī)定，對(duì)被檢衡器的重復(fù)性也提出了相應(yīng)要求。具體規(guī)定是：

“當(dāng)被檢衡器的大秤量大于1t時(shí)，可使用其它恒定載荷替代標(biāo)準(zhǔn)砝碼，前提是至少具備1t標(biāo)準(zhǔn)砝碼，或是大秤量50%的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，兩者中應(yīng)取其大者。在以下條件下，標(biāo)準(zhǔn)砝碼的數(shù)量可以減少，而不是大秤量的50%。

若重復(fù)性不大于0.3e，可減少至大秤量的35%。

若重復(fù)性不大于0.2e，可減少至大秤量的20%。

重復(fù)性是將約為大秤量50%的載荷在承載器上施加三次來確定的。”

從以上規(guī)定可見，當(dāng)檢定小于1t的衡器必須配備與被檢衡器大秤量等量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼。當(dāng)檢定大于1t的衡器時(shí)，才可使用標(biāo)準(zhǔn)砝碼的替代法，但是必須具備1t的標(biāo)準(zhǔn)砝碼。只“具備1t的標(biāo)準(zhǔn)砝碼”這一規(guī)定要求太低了，但這是上的規(guī)定。在我國(guó)有些省市為保證衡器的檢定質(zhì)量和衡器產(chǎn)品的出廠質(zhì)量，要求開展大型衡器檢定的技術(shù)機(jī)構(gòu)，必須配備所檢衡器大秤量50%的標(biāo)準(zhǔn)砝碼。生產(chǎn)100t以下衡器的企業(yè)必須配備與大秤量等量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，生產(chǎn)100t以上衡器的企業(yè)應(yīng)配足100t的基礎(chǔ)上再加上100t以上秤量50%的標(biāo)準(zhǔn)砝碼。

按照建議和我國(guó)檢定規(guī)程的規(guī)定，當(dāng)具有標(biāo)準(zhǔn)砝碼的數(shù)量是被檢衡器大秤量的50%時(shí)，只需要進(jìn)行一次砝碼替代就可以檢至衡器的大秤量。當(dāng)被檢衡器重復(fù)性不大于0.3e時(shí)，允許具有35%大秤量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼就可以進(jìn)行檢定，新的R76建議將該“35%大秤量”改為“大秤量的1/3”，這一改變沒有質(zhì)的變化，此時(shí)需要進(jìn)行二次砝碼的替代才能檢至衡器的大秤量。當(dāng)被檢衡器的重復(fù)性不大于0.2e時(shí)，允許只具有20%大秤量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼就可以進(jìn)行檢定，就需要進(jìn)行四次砝碼的替代才能檢至衡器的大秤量。衡器的重復(fù)性應(yīng)當(dāng)是在50%大秤量進(jìn)行的，有人說，既然能在50%大秤量處進(jìn)行重復(fù)性，就不需要在35%大秤量和20%大秤量處進(jìn)行砝碼替代了。要注意此處的重復(fù)性是使用恒定載荷進(jìn)行的，不是標(biāo)準(zhǔn)砝碼。

砝碼替代時(shí)，使用的替代物（恒定載荷）可以是在檢定前事先運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，也可以在現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)找一些質(zhì)量穩(wěn)定的載荷。運(yùn)到檢定現(xiàn)場(chǎng)的替代物可以是檢衡車和其它車身比較短的車輛。在檢定現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)找的替代物可以是一些質(zhì)量穩(wěn)定的載荷，例如鋼板、型材等。國(guó)外有些技術(shù)機(jī)構(gòu)把裝滿水的水罐作為替代物，這種替代物要求在檢定現(xiàn)場(chǎng)具有高速注水設(shè)施。

下面分析一下標(biāo)準(zhǔn)砝碼替代法是否能夠滿足測(cè)量不確定度不大于被檢衡器大允許誤差MPE 1/3的要求。為了方便以一臺(tái)常見的SCS-60型大型汽車衡為例進(jìn)行分析，SCS-60型汽車衡的大秤量Max＝60t,分度值e＝d＝20kg,分度數(shù)n＝3000。

若衡器的重復(fù)性為0.3e，要求具有21t標(biāo)準(zhǔn)砝碼，是衡器大秤量的35%，需要二次砝碼的替代才能完成對(duì)衡器大秤量的檢定。那么*次砝碼的替代應(yīng)該在21t秤量處進(jìn)行，衡器此秤量的大允許誤差MPE為1.0e，那么替代誤差δ就等于衡器的重復(fù)性（0.3e）。這樣替代誤差δ（0.3e）小于衡器大允許誤差MPE（1.0e）的1/3。砝碼的第二次替代應(yīng)該在42t秤量處進(jìn)行，此秤量的大允許誤差MPE為1.5e，由于是第兩次砝碼的替代，替代誤差δ等于兩次衡器的重復(fù)性均方和，δ=eee42.0）3.0（）3.0（22=+。這樣替代誤差δ（0.42e）小于衡器大允許誤差MPE（1.5e）的1/3。

若衡器的重復(fù)性為0.2e，要求具有標(biāo)準(zhǔn)砝碼12t、是衡器大秤量的20%，需要四次砝碼的替代才能完成對(duì)衡器大秤量的檢定。那么*次砝碼替代應(yīng)該在12t秤量處進(jìn)行，此秤量的大允許誤差MPE為1.0e，替代誤差δ就等于衡器的重復(fù)性，具體為0.2e。這樣替代誤差δ（0.2e）小于衡器大允許誤差MPE（1.0e）1/3。第二次替代是在24t秤量處，此時(shí)大允許誤差MPE仍為1.0e，其替代誤差δ等于eee28.0）2.0（）2.0（22=+，也小于衡器大允許誤差MPE（1.0e）的1/3。第三次替代是在36t秤量處，此時(shí)大允許誤差MPE仍為1.0e，其替代誤差δ等于eeee34.0）2.0（）2.0（）2.0（222=++，也基本上滿足小于等于衡器大允許誤差MPE（1.0e）1/3的要求。第四次替代是在48t秤量處，此時(shí)大允許誤差MPE為1.5e，其替代誤差δ等于eeeee4.0）2.0（）2.0（）2.0（）2.0（2222=+++，也能滿足小于等于衡器大允許誤差MPE（1.5e）1/3的要求。

但是建議和我國(guó)檢定規(guī)程中，沒有在具有50%大秤量的進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)砝碼替代對(duì)被檢衡器的重復(fù)性提出要求，嚴(yán)格意義上講此時(shí)就有可能滿足不了“不大于被檢衡器大允許誤差MPE 1/3的要求”。所以在具有50%大秤量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行替代時(shí)，應(yīng)當(dāng)也提出對(duì)被檢衡器重復(fù)性的要求，至少應(yīng)要求衡器的重復(fù)性不過0.5e。在實(shí)際檢定中的標(biāo)準(zhǔn)砝碼替代，由于受環(huán)境、人員、方法等因素的影響可能產(chǎn)生更大的測(cè)量不確定度。因此在具有足量砝碼的情況下，盡可能減少標(biāo)準(zhǔn)砝碼替代的次數(shù)。