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(chǎn)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(chǎn)品，還沒有出現(xiàn)通過型式評價試驗產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品，只要其采用的“稱重指示器”和“稱重傳感器”分別已經(jīng)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(chǎn)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(nèi)，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(nèi)，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(nèi)應該不考慮使用頻次的問題，所以在進行產(chǎn)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(chǎn)品。但是也不要選擇基本不太使用的產(chǎn)品進行型式評價試驗（法定計量機構的人員應該檢查該產(chǎn)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(chǎn)本單位未生產(chǎn)過的計量器具新產(chǎn)品，必須經(jīng)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(chǎn)。
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(chǎn)區(qū)域內(nèi)安裝產(chǎn)品進行型式評價試驗。如果此類產(chǎn)品在制造者的生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)安裝，必須能夠經(jīng)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(chǎn)品的使用記錄）。但是，在制造者的生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)安裝，會影響制造者的生產(chǎn)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(nèi)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(nèi)，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(nèi)的能力。
長期穩(wěn)定性：在規(guī)定的使用周期內(nèi)，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(nèi)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(nèi)，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(jīng)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(chǎn)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(nèi)是無法對大型衡器產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(jīng)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(chǎn)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(chǎn)生傾斜，這個傾斜量所產(chǎn)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(chǎn)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(jīng)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(chǎn)品質量就可以。