電子汽車衡示值誤差策略結(jié)果的不確定度研究

欒 峰，王利華

（鄒城市計量檢定測試所，山東 濟寧 273500）

0 引言

電子汽車衡屬于一項新型的電子衡器，本身有著顯示直觀、功能全面、準(zhǔn)確性高和稱量迅速的特征，在工業(yè)、商業(yè)和建筑以及集貿(mào)市場等行業(yè)計量方面得到了十分廣泛的應(yīng)用，是一項效果良好的計量器具。動態(tài)汽車衡也被叫作動態(tài)公路車輛自動衡器，采取整車稱量方式和軸重稱量方式?？煞Q量行駛期間的動態(tài)車輛總重量以及軸重的自動衡器分成了兩方面，分別是整車稱量以及軸稱量，整車稱量的動態(tài)汽車衡外形和靜態(tài)電子汽車衡一樣，所以被叫作動靜兩用的電子汽車衡[1]。文章介紹了動態(tài)電子汽車衡示值誤差測量結(jié)果。

1 電子汽車衡的結(jié)構(gòu)以及運行原理

稱重傳感器、稱重顯示儀表、接線盒等部件相互組合形成了電子汽車衡，相關(guān)人員依照基本情況對打印機、計算機以及大屏幕顯示器等設(shè)備合理配置，將稱重貨物以及載重車輛放置于秤臺，基于重力作用下，稱重傳感器的彈性體出現(xiàn)了變形現(xiàn)象，貼附在彈性體中的電阻應(yīng)變片也隨之發(fā)生變形，通過轉(zhuǎn)換測量電路，輸出和質(zhì)量數(shù)值形成比例的電信號，經(jīng)由信號轉(zhuǎn)換、放大后借助儀表微處理器處理稱重信號，稱重儀表內(nèi)呈現(xiàn)出質(zhì)量數(shù)據(jù)[2]。從實際情況來看，電子汽車衡的原理和電子秤原理是一樣的，主要是采取壓感元件改變電流方式檢測質(zhì)量，因此電子汽車衡其實就是一項大型的電子秤，結(jié)構(gòu)與電子秤相同。電子汽車衡內(nèi)部電路內(nèi)包含壓力傳感器，外部有特定的外殼以及顯示電子屏，在尚未供電的情況下也可以應(yīng)用[3]。實質(zhì)上，電子汽車衡是檢測重力的儀器，采取G＝mg公式對物品質(zhì)量加以計算，大多數(shù)人員是利用調(diào)整g值轉(zhuǎn)變測量數(shù)據(jù)，g并不屬于常量，不過電子汽車衡的g值為固定性特征，相關(guān)人員在有效調(diào)整g值的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)變測量數(shù)據(jù)。所以在應(yīng)用電子汽車衡的過程中，應(yīng)當(dāng)將各項g值當(dāng)成基本的調(diào)整水準(zhǔn)。

2 電子汽車衡示值誤差不確定度影響因素

2.1 影響秤體的因素

電氣汽車衡的秤體自由度決定了計量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，比如，秤體兩端的纖維螺栓以及坡道之間間隙不大，秤臺難以處于良好的擺動狀態(tài)。假如秤體與坑體之間縫隙內(nèi)存在非常多雜物或者是塵土的情況下，不確定度將會被影響[4]。而且在現(xiàn)場檢查過程中，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)的檢查要求依次加載稱量點，在加載某項特定稱量點的情況下，稱量顯示數(shù)值隨之增加，產(chǎn)生該種現(xiàn)象的具體原因是電子汽車衡安裝限位螺栓期間，與頂板之間尚未留出足夠的空隙，所以增加了載荷程度，秤體出現(xiàn)不良變形問題[5]。

2.2 影響稱重傳感器和稱重顯示儀表的因素

在電子測量儀稱重傳感器和顯示儀相互連接的過程中，當(dāng)稱重顯示儀發(fā)生錯誤顯示以后，難以開啟計量模式。在秤臺上方增加壓力以后，儀表內(nèi)的顯示器顯示數(shù)值穩(wěn)定性不佳，這是由稱重傳感器和顯示儀器之間的焊接磨損引起的。在秤體壓縮變形上升到相應(yīng)程度的情況下，頂板與限位螺栓孔隙隨之變小，產(chǎn)生了頂死情況。電子汽車衡的計量儀秤發(fā)生側(cè)向力，顯示儀表的數(shù)值增加[6]。在稱重傳感器電阻應(yīng)變片以及彈性體性能出現(xiàn)變化以后，都會引起稱重顯示儀表中準(zhǔn)確程度發(fā)生誤差等不良現(xiàn)象，參數(shù)準(zhǔn)確性降低。

2.3 影響稱重傳感器和稱重的環(huán)境和人為因素

電子汽車衡對于環(huán)境和人為因素提出了十分嚴(yán)格的要求，當(dāng)稱重傳感器和秤臺以及顯示儀表、計算機等設(shè)備無可靠性接地時，將會因為各項接地點電位差不同而影響到系統(tǒng)本身的準(zhǔn)確性，在沒有保持穩(wěn)定空氣狀態(tài)的情況下，傳感器和顯示儀表顯示出來的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，基于此，就要求稱重傳感器和顯示儀表保持良好通風(fēng)現(xiàn)象，為實施零件散熱提供良好幫助[7]。而且在人工操作電子汽車衡的過程中，務(wù)必強化操控能力，以免因為人為操作不到位而引起電子汽車衡計量偏差現(xiàn)象。

3 電子汽車衡誤差形成分析

3.1 外觀檢查

對于相關(guān)檢查人員來講，需要做好秤體外形檢查工作，檢查是否存在變形和裂縫等問題，限位螺母縫隙是否符合要求，查看秤體周圍以及底部是否有雜物堵塞，并查看多節(jié)搭接的牢固性，通過檢驗以上外表，判斷秤體是否與規(guī)范性地檢定規(guī)程要求相一致。

3.2 零點漂移

在電子汽車衡稱量期間，當(dāng)長時間受到?jīng)_擊荷載影響以后，傳感器空載輸出信號發(fā)生相應(yīng)的改變，特別是沖擊荷載本身具有不確定性，大小不同，在這一現(xiàn)狀下，將使傳感器空載輸出信號發(fā)生改變，最終形成零點漂移，從而影響了電子汽車衡稱量的準(zhǔn)確性，增加誤差現(xiàn)象出現(xiàn)概率[8]。

3.3 線性變化

電子汽車衡稱重傳感器輸出信號和承受的載荷，從理論上具有一定的線性關(guān)系，和相應(yīng)輸出電壓之間是非直線關(guān)系。在這一情況下，需要有針對性地分析該項部分稱量點誤差較大的問題，通過合理應(yīng)用分段校準(zhǔn)秤量程，科學(xué)化控制傳感器的非線性輸出引起的稱重誤差，將稱重誤差徹底消除，以此確保電子汽車衡稱量的準(zhǔn)確性和可靠性[9]。在實施電子汽車衡檢定工作期間，以較小秤量、最大秤量和最大允許誤差改變秤量為基準(zhǔn)點，示值誤差是基值誤差，具體誤差大小應(yīng)當(dāng)與電子汽車衡檢定規(guī)程內(nèi)有關(guān)于秤量內(nèi)的最大允許誤差基本標(biāo)準(zhǔn)相符合，以此保障電氣汽車衡稱量的準(zhǔn)確性。

3.4 重復(fù)性誤差

電子汽車衡重復(fù)性測試期間，應(yīng)當(dāng)做好最大稱量和50%最大稱量實施測試工作，兩組作業(yè)需要重復(fù)三次，每一次和任意兩次示值之間不可以超過該項稱量的允許誤差絕對值，重復(fù)性檢驗周圍溫度、濕度以及風(fēng)力等形成的重復(fù)性誤差。

4 不確定度評定測量方式

（1）環(huán)境條件。測試工作必須處于十分穩(wěn)定的環(huán)境溫度下實施，一般表現(xiàn)為正常環(huán)境溫度，除非另外有相關(guān)的規(guī)范。在具體的測試過程中，重點記錄極限溫度之差，不可以超出衡器允許溫度范圍的1/5，變化速率不可以超出5℃/h，在這一現(xiàn)狀，溫度十分穩(wěn)定，測試過程中必須確保被檢測衡器上無水汽凝結(jié)。

（2）測量標(biāo)準(zhǔn)。M1～M12等級砝碼，1～1 000 ㎏砝碼質(zhì)量最大允許誤差表現(xiàn)為±（500～100 mg）。

（3）被檢測對象。以最大秤量是30 000 ㎏，分度值e是20 ㎏的動態(tài)電子汽車衡舉例說明。

（4）測量階段。在靜態(tài)稱量期間，主要是應(yīng)用遞增方式將標(biāo)準(zhǔn)砝碼添加到被檢測動態(tài)電子汽車衡秤臺中，一直到最大秤量，完成加載環(huán)節(jié)內(nèi)各項稱量點的檢定和校準(zhǔn)以及檢驗作業(yè)。通過使用遞減的方式，把被檢測動態(tài)電子汽車衡秤臺中的砝碼從最大秤量一直遞減到零點，完成卸載期間的不同稱量點檢定以及校準(zhǔn)和檢測。動態(tài)秤量階段是基于被檢測動態(tài)電子汽車衡處于動態(tài)模式下實施的，使用的設(shè)備是已知車重的參考車輛，開啟動態(tài)稱量程序以后，參考車輛的各項輪軸依次通過被檢測動態(tài)電子汽車衡的承載器，在車輛完全通過了承載器以后，被檢測動態(tài)電子汽車衡可以清楚地判斷出車輛軸組類型，將單軸質(zhì)量和整車總質(zhì)量體現(xiàn)出來，以此獲取動態(tài)軸承稱量誤差與動態(tài)整車總質(zhì)量稱量誤差[10]。

5 電子汽車衡示值誤差策略結(jié)果的不確定度改進策略

5.1 規(guī)范應(yīng)用，強化維護保養(yǎng)力度

在電子汽車衡日常操作期間，需要加強維護以及保養(yǎng)力度。動態(tài)電子汽車衡是使用頻率而且承重特別大的機械設(shè)備，因此在具體的應(yīng)用期間造成的損耗程度也是非常大的，基于此，就需要加強對其的養(yǎng)護和保養(yǎng)力度，以免電氣汽車衡在測量期間發(fā)生不確定度誤差現(xiàn)象?？梢越Y(jié)合實際情況引進合理的維護保養(yǎng)方式，比如，每一次使用完成以后檢查數(shù)據(jù)線的完好程度，如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)線斷裂，就必須及時進行更換，否則數(shù)據(jù)線斷裂會使顯示儀表中的數(shù)據(jù)無法顯示出來，傳感器也會產(chǎn)生校對問題。派遣專門的檢修人員對動態(tài)汽車衡內(nèi)部電子儀器靈敏度進行調(diào)整，更新電阻等其他受損零件，更換不可以繼續(xù)使用的零件，獲取準(zhǔn)確的計量數(shù)據(jù)，強化秤臺維護力度，保持良好的整潔性，結(jié)合不同臺面磨損現(xiàn)象選取合理的油漆實施補刷作業(yè)，派遣專人清理縫隙，避免灰塵和雜物等異物卡住秤臺，對秤臺計量準(zhǔn)確性產(chǎn)生不良的影響。

5.2 確保接地保護可維護衡器的安全性

大多數(shù)的動態(tài)電子汽車衡使用環(huán)境一般是露天空地，因此經(jīng)常受到周圍惡劣天氣或自然災(zāi)害影響而引起的損壞故障。基于此，在安裝動態(tài)電子汽車衡期間，應(yīng)當(dāng)加強接地安全防護力度，保持衡器的安全性。比如，有效連接穩(wěn)壓器和稱重儀表等設(shè)備外殼以及大地表面，以免產(chǎn)生干擾和漏電現(xiàn)象，保持干擾儀器處于穩(wěn)定運行的狀態(tài)。而且在接地過程中保證稱重傳感器、接線盒以及秤臺等設(shè)備零件的全部接地，加強設(shè)備和設(shè)備之間連接性，形成完善的接地網(wǎng)絡(luò)。完成全部的設(shè)備安裝作業(yè)以后，安排巡檢人員再檢查各項線路，以降低安全隱患出現(xiàn)概率[11]。在巡視檢查期間，如果發(fā)現(xiàn)電子汽車衡某項零件和設(shè)備存在問題，就必須及時上報，提出解決對策，安裝漏電保護設(shè)備保護電源線路，以免漏電或者被雷電擊中，以此確保電子汽車衡不會因為雷電暴雨天氣而受到不良影響。

5.3 提升數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

在應(yīng)用電子汽車衡實施操作作業(yè)期間，經(jīng)常出現(xiàn)顯示器儀表顯示數(shù)據(jù)的誤差，對秤量環(huán)節(jié)產(chǎn)生一定的影響。比如地磅安裝質(zhì)量較差、秤臺地基之間存在異物、接線盒傳感器以及顯示儀表等設(shè)備零件受損，護坡和秤臺之間存在摩擦等，這些都會引起動態(tài)電子汽車衡計量稱重誤差?；诖耍托枰扇『侠泶胧?，全面控制電子汽車衡計量環(huán)節(jié)存在的各項誤差。在選擇和購買儀器時，必須選取質(zhì)量好、信譽度高的動態(tài)電子汽車衡廠商的產(chǎn)品，以免因為電子汽車衡自身質(zhì)量問題而影響使用[12]。在安裝設(shè)備期間，聘請專業(yè)人員以及儀器生產(chǎn)廠商設(shè)計制作工人相互配合安裝，以免安裝階段產(chǎn)生操作誤差和漏洞，為儀器構(gòu)建良好環(huán)境，減少儀器損耗，獲取準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)。安裝完成以后，調(diào)試運行電子汽車衡，將實際情況匯報給計量檢定部門進行檢驗，審批以后正式運營使用。在后期操作和使用期間，依照標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)用，并定期對其進行維護，降低儀器誤差。

6 結(jié)束語

從以上論述來看，電子汽車衡是重要的大型貨運的測重設(shè)備，電子汽車衡的準(zhǔn)確程度影響到貨運各方的切身利益，所以為了提升社會經(jīng)濟發(fā)展水平，采用精準(zhǔn)的測重儀器是基本要求[3]。因此，要想保證電子汽車衡準(zhǔn)確性，就要做好使用和保養(yǎng)工作，同時做好防作弊的措施，讓電子汽車衡成為服務(wù)貨運測重的可靠設(shè)備，使其發(fā)揮出應(yīng)有的效果和功能?！?/p>