大型衡器建議采用“長期穩(wěn)定性試驗”方法

    大型衡器建議采用“長期穩(wěn)定性試驗”方法

一、長期穩(wěn)定性試驗
對于大型衡器“量程穩(wěn)定性”試驗方法由于沒有相應配套的實驗室設備，即使在技術條款中制定了，也無法實施，還不如制定一些行之有效的、可以方便執(zhí)行的試驗方法，比如改為“長期穩(wěn)定性試驗”。
國家軌道衡計量站多年來堅持對“數(shù)字指示軌道衡（以前稱為‘靜態(tài)電子軌道衡’）”、“自動軌道衡（以前稱為‘動態(tài)稱量軌道衡’）”等產品，型式評價試驗時分兩步進行，在使用現(xiàn)場*次試驗時執(zhí)行檢定規(guī)定的項目和計量性能指標，合格后將所有可調整部位封存或記錄，一個使用周期后，在不允許進行任何調整情況下，直接檢測軌道衡的稱量性能、偏載、鑒別力和重復性，要求計量性能指標符合使用中檢查的規(guī)定。
也正是國家軌道衡計量站采用“長期穩(wěn)定性試驗”的方法進行型式評價試驗，多年來所發(fā)放的“軌道衡”許可證產品，還沒有出現(xiàn)通過型式評價試驗產品在實際使用中發(fā)生重大問題的現(xiàn)象。
針對量大、面廣的大型非自動衡器，特別是電子汽車衡產品，也是可以采用這種試驗方法的。對于一個申請電子汽車衡許可證的產品，只要其采用的“稱重指示器”和“稱重傳感器”分別已經獲得了相關的計量器具制造許可證，并具有相應的型式評價報告，在“兼容性”核查時又能滿足要求，作為法定技術機構就可以對安裝在使用現(xiàn)場的產品，按照型式評價大綱對其主要計量性能指標進行試驗，檢測合格后對影響計量性能的裝置進行必要的封存和記錄，發(fā)給蓋檢定合格的檢定證書。在使用了6個月左右后，不允許進行任何調整，直接檢測電子汽車衡的稱量性能、偏載、鑒別力和重復性等性能指標，要求計量性能符合使用中檢查指標。試驗工作結束后，出具型式評價報告。
這里有幾個問題需要探討：1．6個月的周期如何界定
從嚴格意義上考慮，試驗期限是包括當?shù)貁ui熱天氣或zui冷天氣范圍內，這樣就不是6個月的周期，而是一年的周期了。如果考慮到在zui熱或zui冷天氣室外工作難度比較大，選擇避開這個天氣時段，這樣6個月中既包含了溫度變化較大的情況，也包含了實際使用時被稱物對衡器的反復作用，所以可以比較隨意安排時間。而且，一般數(shù)字指示秤的檢定周期在一年之內，所以規(guī)定6個月的周期也符合規(guī)程要求。
2．是否與現(xiàn)場使用頻次關聯(lián)
6個月的周期內應該不考慮使用頻次的問題，所以在進行產品型式評價試驗時，審報單位可能為了保證能夠順利通過，會盡量避免選擇使用頻次大的產品。但是也不要選擇基本不太使用的產品進行型式評價試驗（法定計量機構的人員應該檢查該產品的使用記錄）。
3．是否可以在制造單位試驗
根據(jù)中華人民共和國《計量法》的第十三條規(guī)定：制造計量器具的企業(yè)、事業(yè)單位生產本單位未生產過的計量器具新產品，必須經省級以上人民政府計量行政部門對其樣品的計量性能考核合格，方可投人生產。
為此，制造單位在沒有取得“計量器具制造許可證”的情況下，是不能銷售使用的，制造單位可以在自己的生產區(qū)域內安裝產品進行型式評價試驗。如果此類產品在制造者的生產區(qū)域內安裝，必須能夠經受室外環(huán)境的影響，并且被稱物能夠反復對承載器和稱重傳感器施加作用（法定計量機構的人員應該檢查該產品的使用記錄）。但是，在制造者的生產區(qū)域內安裝，會影響制造者的生產場地使用。

二、概述
1．幾個相關名詞
耐久性：衡器在規(guī)定的整個使用周期內保持其性能特征不變的能力。
量程穩(wěn)定性：在規(guī)定的使用周期內，衡器zui大秤量示值與零點示值之間的差值保持在規(guī)定界限內的能力。
長期穩(wěn)定性：在規(guī)定的使用周期內，衡器維持其性能特征的能力。
耐久性試驗：當進行耐久性試驗時，衡器應能夠在“zui終”測試時維持使用中zui大允許誤差范圍以內的性能。并且耐久性測試開始（“”測試）時測得的誤差值與耐久性測試結束（“zui終”測試）時測得的誤差值之間的差，不得超過使用中檢查zui大允許誤差的值。
量程穩(wěn)定性試驗：為證明被測衡器能保持其量程穩(wěn)定性而進行的一種試驗。
長期穩(wěn)定性試驗：檢測衡器在規(guī)定的檢定周期后，不做任何調整的情況下，計量性能依然能夠符合使用中檢查指標的試驗。
我們首先來看，“耐久性”、“量程穩(wěn)定性”、“長期穩(wěn)定性”幾個名詞有什么不同。雖然各個名詞所使用的敘述文字有所不同，所表達的含義是基本相同的，都是在要求衡器的計量性能在規(guī)定的使用周期內，保證誤差不會超出規(guī)定的指標。
但是，“量程穩(wěn)定性試驗”、“長期穩(wěn)定性試驗”兩種試驗的方法卻是不同的，“耐久性試驗”與“長期穩(wěn)定性試驗”都是分別考核檢定與使用中檢查兩次試驗結果，所不同的是“耐久性試驗”不超過使用中檢查zui大允許誤差的值。
在R76《非自動衡器》建議中的“量程穩(wěn)定性試驗”是規(guī)定：試驗在充分穩(wěn)定的環(huán)境條件下（實驗室正常穩(wěn)定環(huán)境條件）進行，在被測秤經受溫度試驗、濕熱試驗、電壓變化試驗前，期間及試驗后各個不同間隔期間，至少8次加載接近zui大秤量（Max）載荷，觀察誤差的變化。要求n次測量中的任何一次，示值誤差變化應不超過檢定分度值的一半，或該試驗載荷下檢定zui大允許誤差值的一半，兩者取其大者。
在JJF1333《數(shù)字指示軌道衡型式評價大綱》中的“長期穩(wěn)定性試驗”是這樣規(guī)定的：在使用現(xiàn)場試驗合格后，應對影響計量性能的裝置進行必要的封存，試驗樣機應保證在一個檢定周期內穩(wěn)定工作，在不做任何調整的情況下，再進行置零準確度、重復性試驗、偏載試驗、稱量性能試驗等項目，計量性能應符合使用中檢查的規(guī)定。
兩者的不同點在于：
（1）“量程穩(wěn)定性試驗”是在“實驗室”內進行測試，八次檢測是穿插在幾種影響因子試驗之間進行；
（2）“長期穩(wěn)定性試驗”是在“實際使用現(xiàn)場”進行測試，檢定后不允許任何調整的狀態(tài)下，被測衡器使用一個周期后進行使用中檢查。
2．相關建議的規(guī)定
在R76-1的3.10.2.1中表7將“量程穩(wěn)定性”誤差分配系數(shù)全部給予“稱重指示器”，如果按照這個思路分析，說明了一個問題，即：當大型衡器采用模塊法進行“型式評價試驗”時，只需要對“稱重指示器”進行“量程穩(wěn)定性”試驗，就可以認為整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到了保證。
可是，附錄B中又專門拿出一章來說明如何進行整機“量程穩(wěn)定性試驗”，在表12中又規(guī)定試驗時連接的阻抗為“低阻”，這里可以理解為對“稱重指示器”進行“量程穩(wěn)定性”試驗時只需連接一只低阻的模擬傳感器，也可以理解為需要對整個稱量系統(tǒng)進行性能試驗。
我們理解，在一個系統(tǒng)中任何模塊的穩(wěn)定性是不能代表系統(tǒng)穩(wěn)定性的，簡單的將“量程穩(wěn)定性”的誤差全部分配給予“稱重指示器”是不合適的，所以應該將這個問題及時向法制計量組織相關起草機構反饋，要求其修改相關內容。
三、試驗方法的質疑
為什么R76建議要將“量程穩(wěn)定性試驗”作為考核電子衡器的一項重要的試驗？我想其目的就是想通過在型式評價試驗期間了解被測產品的穩(wěn)定性。
我個人認為這個文件的失誤之處在于：
在目前的條件下實驗室內是無法對大型衡器產品進行該項試驗的，而建議的文字中大量的描述，都是介紹小型產品試驗的方法。比如，要求在溫度、濕熱性能試驗前、期間及試驗后各個不同間隔期間，穿插進行8次加載接近zui大秤量的試驗。
如果認為也可以用于對大型衡器產品采用模塊法試驗，但是文件中缺少介紹應該如何選擇該衡器產品的全部稱重傳感器和稱重指示器作為系統(tǒng)進行試驗，還是選擇該衡器的部分稱重傳感器與稱重指示器作為系統(tǒng)進行試驗，如果按照系統(tǒng)對模塊組合進行加載試驗，應該又是如何組合？
在R76附錄C中規(guī)定：在對稱重指示器單獨進行影響因子試驗時，要求在“低阻抗”下進行。這也就向我們傳遞了一個信息：應該是連接多只稱重傳感器或者連接一個低阻的模擬傳感器，但是對于連接稱重傳感器怎么加載，對于連接模擬傳感器怎么加載，沒有進行交代。我理解對于采用模擬傳感器進行加載的試驗，僅僅是針對稱重指示器的，是不可能考核出系統(tǒng)穩(wěn)定性的。
在R76中沒有單獨規(guī)定針對稱重傳感器的影響因子試驗，可能是因為R60《稱重傳感器》建議中已經有了比較完善的試驗方法。如果認為按照R76附錄C和R60分別對稱重指示器和稱重傳感器進行試驗，能夠替代對系統(tǒng)整機的影響因子試驗，我認為可能是不正確的，也是不可替代的，因為在這個稱量系統(tǒng)中，還有一個承載器的影響問題沒有考慮進去（這個問題可能在歐洲可以不考慮，但是在我國就不得不考慮了）。
小型衡器的承載器尺寸小，當環(huán)境溫度變化時熱脹冷縮對尺寸影響不大，所以偏載作用力對稱重傳感器影響可以忽略不計。大型衡器的承載器尺寸達十幾米，甚至二十幾米，環(huán)境溫度變化時所產生的熱脹冷縮是比較大的。例如，一臺汽車衡的承載器長度為18m，當使用地的環(huán)境溫度變化為50℃時（在室外使用的汽車衡上的溫度變化可能還大于這個范圍），承載器長度變化有： （）-611.31040--101800010.2mmmm×××=????℃℃
這個變化必將會使該汽車衡兩端的稱重傳感器產生傾斜，這個傾斜量所產生的分力就會直接影響到衡器的計量性能，而這種影響情況在實驗室中僅僅對模塊試驗，或者模擬法試驗是無法得到的。
四、結論
1．從幾個名詞的含義來看，它們之間沒有比較大的差異，沒有必要人為地制造障礙。不論是稱為“量程穩(wěn)定性”，還是稱為“長期穩(wěn)定性”，其實質都是一個“穩(wěn)定性”問題。如何理解這些名詞的含義，我們與歐美國家存在著文化的差異，以及工業(yè)化程度的差異。
2．國家軌道衡計量站多年來由于采用了“長期穩(wěn)定性試驗”的考核方法，很好地控制了軌道衡產品的質量。我們既然沒有條件對大型衡器進行“量程穩(wěn)定性試驗”，為什么不能將國家軌道衡計量站實施多年，而且已經成熟的“長期穩(wěn)定性試驗”，推廣到其他大型衡器中？
3．如果有人認為目前執(zhí)行此類方法時機還不成熟，在實施中可能會出現(xiàn)一些想象不到的問題和現(xiàn)象，我們可以不斷完善改進，只要目的是為了保證產品質量就可以。