砝码校准地磅的应用举例 上海众渊砝码厂 2019.08.06 砝码校准地磅的应用举例 1.衡器检定方法现状及本检定装置的意义 技术水平现状：当前衡器检定所使用的方法均采用砝码（比较的标准器为检衡车做标准器，此标准器在实际使用中存在几点不足。 1.1现实中很难达到检定规程的要求 依据现行衡器检定规程，检定一台衡器一般需要满量程一半的标准砝码，即检定100t地中衡需要砝码50t,而各地县级计量测试机构所配备的砝码一般在5t左右，不用替代法，只能检定满量程的1/20,严重违反检定规程；随着经济的发展，80t、100t大型衡器日益增多，此问题急需解决。 1.2现行检定方法效率低下 以现行方法检定大型衡器，即使在上述违反检定规程的情况下，多检定两台大型衡器。随着经济的快速发展，大型衡器用户猛增，为此须寻找一种替代现行检定手段。 1.3检定费用高 现行检定方法需人力搬倒或需起重设备，大型衡器用户在检定时需投入大量人力、物力和才力。 1.4本检定装置的意义 可替代现行衡器检定采用的砝码域检衡车,解决现行检定方法存在的实际问题，开创衡器检定新方法。 2.基本原理 以加力装置对地磅检定仪（以下简称“检定仪”传感器和被检定衡器传感器同时进行 串联加力，传感器输出信号分别进入检定仪称重显示器和被检定衡器称重显示器，比较检定仪和被检定衡器示值以确定被检定衡器的误差。 3.检定仪的结构 此结构适用于地磅台面为非铁磁性物质的地磅，地磅非砝码检定原理如图1所示。 
具体结构：系统由拉式称重传感器、称重显示仪表、阻力梁、力架、电磁铁、稳流电源组成。改变稳流电源的电流大小以改变磁力大小，电磁铁产生的力同时加在了标准传感器和地磅传感器上，两个系统的传感器产生的信号分别进入检定仪显示仪表和电子汽车衡显示仪表，比较地磅显示仪表的示值与检定仪显示仪表的示值，其示值的差值即为地磅的误差。 滚动车可以在台面上自由移动，当上、下电磁铁不正对时，上电磁铁受到水平分力，在此分力的作用下，滚动车自动移动直不存在水平分力。标准传感器与力架采取万向轴连接，以便标准传感器受到的水平分力和力距作用。 导磁材料用于使上下两个电磁铁产生的磁场磁力线构成磁力线回路使磁力线不泄露，以降低称重传感器的输出信号受磁场的程度。导磁材料采取柔性连接，防止滚动车自由活动受到限制。 标准传感器使用磁场材料予以，以减少称重传感器的输出信号受磁场的。 滚动车下面垫板，使板的坡度小于1/500,以便于滚动车可以自由移动。 4.系统的研制及技术指标 目标：检定仪达到能够检定III级衡器的要求。 (1）加力系统由4-8套相同加力装置组成，单个加力系统承受196kN的力。 (2）称重传感器：非线性0.01%、蠕变0.01%、 滞后0.01%、重复性0.01%、温度对灵敏度的影响0.01%/10K、稳定性0.01%/年。量程为20t的数字传感器。采用数字仪表，通过修正使每个传感器的线性达到0.002%,滞后0.002%。 (3）单个加力系统需提供196kN压力。 (4）力架的设计：要求承受196kN压力。 (5）阻力梁：能承受足够的拉力和弯矩。 (6）确保所加压力铅直的设计：下电磁铁的轴心与铅垂线夹角小于0.2度。 (7）标准称重显示器内部设置力--质量转换功能，根据当地纬度和海拔计算当地重力加速度。 (8）为减小传感器、力架的蠕变误差，在检定时，统一规定加压时间为10分钟，在标定检定系统时也规定加压时间为10分钟，这样由于蠕变产生的相对误差减小到± 5X 10-5。 (9）为减小温度对灵敏度的影响，标准装置在标定时按温度段进行标定，从-10℃+30℃每20蚓为一段进行标定以适应于-10℃+40℃的使用环境。对每个传感器的温度特性进行检验，绘制温度特性曲线以便对传感器进行温度修正，采用数字仪表使传感器的温度对灵敏度的影响减小到0.002%/10K。 (10）稳流电源：精度十万分之一。 5.不确定度分析 以30吨秤，称量在8吨时为例计算。 5.1使用检定仪检定衡器的不确定度分析 5.1.1测量方法 用检定仪的量值作为标准值进行检定。其示值误差是被检定衡器的示值与标准值进行比较，按公式进行计算。 5.1.2数学模型 地磅的示值误差E=I- m 式中：E-地磅的示值误差，kg I—地磅的显示值某一检定点,kg M-检定仪的示值，kg 5.1.3 方差和灵敏度系数依方程 
6.结论 本地磅的总不确定度为8.46kg,其在使用中的大允许误差值为30kg, 6.40kg< (1/3x 30 kg,符合检定系统要求。 7.效率分析 以检定60吨地磅，检定机构距地磅安装地点10公里为例进行计算如表2。 
由计算可知：检定仪用时2.小时，砝码用时13.8小时，检衡车用时7.3小时；相对砝码，使用检定仪可提率4倍，相对检衡车，可提率1.7倍。 8.待讨论的问题 本检定系统是否适用于铁磁性材料的地磅？因为本系统上下电磁铁采用了导磁结构，其磁力线大部分集中在上下两个电磁铁之间的空间，剩余部分磁力线大部分也穿过了秤体闼为上电磁铁离秤面很接近，故所有磁力线几乎穿过秤体。所以秤体受上下两个磁铁的力相互抵消，秤体不受磁场力的作用，所以本系统应该可以适用于铁磁性材料的地磅。 |
