本文敘述了本公司主產(chǎn)品秤稱(chēng)重誤差所帶來(lái)的累計價(jià)值及為降低稱(chēng)重誤差 所采取的措施,分析了 2t電子平臺秤和2t機械式地上衡的原理、稱(chēng)重誤差來(lái)源及稱(chēng)重結果 不確定度。
1.引言
云南馳宏鋅鍺股份有限公司是大型鉛鋅冶煉 企業(yè),每年產(chǎn)出主產(chǎn)品電鉛和電鋅20多萬(wàn)噸,價(jià) 值30多億元。電鉛、電鋅都是以其重量作為貿易 結算依據。每年近百萬(wàn)噸的物料都是靠秤一秤一秤稱(chēng)出來(lái)的,每秤1t左右,每年要稱(chēng)20多萬(wàn)秤, 每一秤的誤差如果按國家檢定規程的最大允許誤 差(±2kg算,每年誤差價(jià)值600多萬(wàn)元。公司 原使用SGT-2型機械式地上衡(分度值e=1k^ , 后更換為SCS-2型電子平臺秤(分度值e=1k^。 深刻體會(huì )到,電子秤相對于機械秤,其優(yōu)點(diǎn)是稱(chēng) 重速度快、誤差小、調試校準簡(jiǎn)單、穩定性好及 可靠性高.
由于一年下來(lái),秤的誤差累計價(jià)值較高,使用電子秤給我們降低稱(chēng)重誤差創(chuàng )造了條件,為此, 我們提出了小誤差稱(chēng)重的理念:在每個(gè)主產(chǎn)品稱(chēng) 重點(diǎn)配備每個(gè)質(zhì)量1t的大砝碼2個(gè);每天稱(chēng)重前 要用大砝碼對秤進(jìn)行檢驗,秤無(wú)顯示誤差(低于 0.5kg才能稱(chēng)重,否則校準后再稱(chēng)重;一個(gè)月檢 定校準秤一次,控制秤量誤差、偏載誤差、重復 性誤差低于0.5kg。幾年來(lái),我們的主產(chǎn)品秤完全 做到了小誤差牴于0.5kg稱(chēng)重。
下面就我們前后使用的2t機械秤和2t電子秤 的稱(chēng)重原理、稱(chēng)重誤差和稱(chēng)重結果不確定度進(jìn)行 分析。
2.稱(chēng)重原理
2.1機械秤
稱(chēng)重原理為杠桿平衡原理,即阻力x阻力臂 =動(dòng)力x動(dòng)力臂,阻力可理解為所稱(chēng)重物的重力, 動(dòng)力可理解為大小游砣的重力。重物的重力通過(guò) 秤臺傳遞給第一杠桿重點(diǎn)刀,重點(diǎn)刀所受到力通 過(guò)第一杠桿傳遞給支點(diǎn)刀和力點(diǎn)刀,力點(diǎn)刀所受 到的力又通過(guò)各級杠桿傳遞到計量杠桿,通過(guò)移 動(dòng)計量杠桿上的大小游砣與重物取得平衡,由大 小游砣在計量杠桿的位置最終得到所稱(chēng)重物的質(zhì) 量。一臺秤共計有17把刀子,刀子的性能(刀口 的線(xiàn)性、鋒利程度、硬度直接影響著(zhù)秤的準確 性。由此可看出影響秤計量性能的原因很多、很 復雜,給調校誤差帶來(lái)很大困難。校準效率很低、 精度很難達到0.5kg數量級。稱(chēng)重操作很不便、速 度很慢。
2.2電子秤
稱(chēng)重原理為機(力電轉換原理,是典型的 機電一體化組合,是用現代的電子技術(shù)、電腦技 術(shù)和傳感器技術(shù)制造而成。重物的重力通過(guò)秤臺 傳遞給稱(chēng)重傳感器,稱(chēng)重傳感器將重物的重力變 換為電信號后傳遞給儀表,儀表通過(guò)放大、A/D轉 換、運算、顯示,從而得到重物的質(zhì)量。一臺秤 共計有4只稱(chēng)重傳感器、一臺儀表,稱(chēng)重傳感器 和儀表的性能精度直接影響著(zhù)秤的準確性。 現代的傳感器制造技術(shù)和電子芯片制造技術(shù)可使 稱(chēng)重傳感器和儀表達到萬(wàn)分之幾的精度。由此, 可看出影響秤計量性能的原因很少。正常情況下, 秤的偏載誤差,通過(guò)旋轉接線(xiàn)盒里的電位器螺絲 就可解決;秤量誤差通過(guò)啟動(dòng)儀表的校準程序即 可完成,校準簡(jiǎn)單快捷、精度可達到0.1kg數量 級。無(wú)需稱(chēng)重操作,稱(chēng)重速度很快。
3.稱(chēng)重誤差來(lái)源
3.1機械秤
3.1.1秤的稱(chēng)重誤差,包括零點(diǎn)誤差和秤量 誤差;
3.1.2司磅人員的視角誤差,包括分度值估 讀誤差和計量杠桿處于視準器平衡位置的估讀誤 差;
3.1.3四舍五入誤差;
3.1.4檢秤用標準砝碼誤差;
3.2電子秤
3.2.1秤的稱(chēng)重誤差,包括分辨力誤差、零 點(diǎn)跟蹤誤差和秤量誤差;
3.2.2化整誤差;
3.2.3檢秤用標準砝碼誤差;
4.稱(chēng)重結果不確定度分析
4.1機械秤
4.1.1零點(diǎn)誤差引人的不確定度 根據JJG 555-96非自動(dòng)秤通用檢定規程以 下簡(jiǎn)稱(chēng)“規程”,秤的零點(diǎn)最大允許誤差為0.5kg, 屬于正態(tài)分布,k=3,其B類(lèi)標準不確定度
4.1.2秤量誤差引人的不確定度
根據規程,1t秤量點(diǎn)的最大允許誤差為土 2.0kg,屬于正態(tài)分布,k=3,其B類(lèi)標準不確定度
4.1.3司磅人員估讀分度值誤差引人的不確定度
根據計量行業(yè)共識,司磅人員估讀分度值最 大誤差土 0.2e,即土 0.2kg,屬于均勻分布,k=根號3,其B類(lèi)標準不確定度
4.1.4 司磅人員估讀計量杠桿處于視準器平 衡位置的誤差引人的不確定度
根據實(shí)際經(jīng)驗,司磅人員估讀計量杠桿距視
4.1.5四舍五入誤差引人的不確定度
5.結束語(yǔ)
從幾年來(lái)的實(shí)際情況看,我們完全做到了保 持電子秤的稱(chēng)重誤差低于0.5kg,并且難度不大。 主要原因是電子秤計量穩定性、計量重復性好。 檢定人員用大砝碼校準秤及檢斤人員用大砝碼檢 驗秤簡(jiǎn)單、方便、快捷,勞動(dòng)強度不大。電子秤 比機械秤稱(chēng)重速度快5倍以上,無(wú)需檢斤人員像 使用機械秤那樣要移動(dòng)大小游砣、讀分度數、估 讀分度值、估讀計量杠桿平衡、記錄稱(chēng)重數據 打丁印機打??;我們使用機械秤也有20多年,從 秤校準誤差和稱(chēng)重誤差的經(jīng)驗體會(huì )可知,要實(shí)現 像電子秤這樣的小誤差稱(chēng)重是根本不可能的