對置零準(zhǔn)確度與零點(diǎn)誤差的理解

                                —————山東金鐘科技集團(tuán)股份有限公司 沈立人

[ 摘 要 ] 在 R76-1《非自動(dòng)衡器》建議中，有許多關(guān)于零點(diǎn)和置零的概念，雖然使用了多年， 但是還有一些業(yè)內(nèi)人員存在模糊認(rèn)識。本文結(jié)合個(gè)人的理解和多年實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，談一談對這些名詞術(shù) 語的認(rèn)識、操作方法，與各位同仁交流。 [ 關(guān)鍵詞 ] 置零準(zhǔn)確度 零點(diǎn)誤差 R76《非自動(dòng)衡器》 一、概述 R76-1《非自動(dòng)衡器》建議中，將零點(diǎn)和置零作為一個(gè)非常重要的問題，不但對其提出了計(jì) 量要求，還規(guī)定了技術(shù)要求，因?yàn)槿魏我慌_衡器零點(diǎn)的穩(wěn)定是其計(jì)量性能的基本保證。下面這些名 詞術(shù)語都是與零點(diǎn)緊密相關(guān)的，我們依次進(jìn)行說明、分析。 1. 示值誤差：衡器的示值與對應(yīng)質(zhì)量 ( 約定 ) 真值的差值。 2. 大允許誤差：對于處在參考位置且空載已置零的衡器，其示值與對應(yīng)的由參考標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量或標(biāo) 準(zhǔn)砝碼確定的真值間的建議允許的大正、負(fù)差值。 3. 置零裝置：當(dāng)承載器上無載荷時(shí)，將示值設(shè)置到零的裝置。對于電子衡器來講，包括：半自動(dòng) 置零裝置、自動(dòng)置零裝置、初始置零裝置、零點(diǎn)跟蹤裝置。 4. 置零準(zhǔn)確度：衡器置零后，零點(diǎn)誤差對稱量結(jié)果的影響在 ±0.25e 范圍內(nèi)。 5. 零點(diǎn)誤差：是指卸載后，衡器零點(diǎn)的示值誤差，檢定時(shí)的大允許誤差在 ±0.5e 范圍內(nèi)。 6. 零點(diǎn)跟蹤裝置：自動(dòng)將零點(diǎn)示值保持在一定范圍內(nèi)的裝置。零點(diǎn)跟蹤裝置是一種自動(dòng)置零裝置。 零點(diǎn)跟蹤裝置可以有四種狀態(tài)：沒有、不運(yùn)行、運(yùn)行、出工作范圍。 零點(diǎn)跟蹤裝置在以下情況時(shí)才允許運(yùn)行： ——示值為零，或相當(dāng)于毛重為零時(shí)負(fù)的凈重值； ——并且平衡處于穩(wěn)定； ——修正量不大于 0.5e/s。 二、試驗(yàn)方法 1. 零點(diǎn)跟蹤裝置 由于目前我國絕大多數(shù)電子衡器產(chǎn)品都存在零點(diǎn)跟蹤裝置，所以需要測試零點(diǎn)的誤差時(shí)，必須保 證零點(diǎn)跟蹤不能處于運(yùn)行狀態(tài)。那么，零點(diǎn)跟蹤裝置“不運(yùn)行”方法，就是在零點(diǎn)附近加放一 定重量的載荷，使之零點(diǎn)跟蹤出其工作范圍。 2 ⑴確定零點(diǎn)跟蹤裝置的修正速率 由于在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和檢定規(guī)程中沒有確定零點(diǎn)跟蹤修正速率的方法，發(fā)現(xiàn)有一些制造商就在這上面 投機(jī)取巧，有意識地加大修正速率，使稱重儀表的回零速度變快，以示該產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良。為此作者 在實(shí)際工作中總結(jié)出來的一種方法，可以快速在現(xiàn)場檢查出衡器的零點(diǎn)跟蹤速率。 ①接通電源，至少穩(wěn)定 30min，在承載器上加放 10e 的載荷，使衡器“零點(diǎn)跟蹤”出工作范圍。 每隔 2s 左右時(shí)間間隔，輕緩加放 0.3e 的載荷，觀察示值。 ②連續(xù)加放 3 個(gè) 0.3e 的載荷后，衡器示值明顯增加了一個(gè)分度值，說明該裝置沒有或不運(yùn)行。 ③如果加放 3 個(gè) 0.3e 的載荷后衡器沒有明顯改變示值，說明該裝置仍在運(yùn)行，而且跟蹤修正量 在 0.5e/s 之內(nèi)。 ④然后，輕緩將 3 個(gè) 0.3e 的載荷取下，衡器示值應(yīng)該明顯減少一個(gè)分度值。 為什么是使用 3 個(gè) 0.3e 的載荷？ 0.3e 載荷小于 0.5e/s 的修正速率；而 3 個(gè) 0.3e 載荷又大于 0.5e/s，小于 1e/s 的修正速率（因?yàn)橐?求修正速率是以不大于 0.5e/s 的間隔遞增的）。 ⑵具體加放多少載荷出零點(diǎn)跟蹤范圍 R76 在有關(guān)試驗(yàn)時(shí)，要求加放 10e 的載荷以出零點(diǎn)跟蹤的范圍。為什么不是 5e 的載荷，為什 么不是 2e 的載荷？ 加放 10e 的載荷以出零點(diǎn)跟蹤的范圍是建立在修正量不大于 0.5e/s 的基礎(chǔ)上的，這可能與操作 的時(shí)間長短有關(guān)。如果修正量為 0.5e/s，要達(dá)到 10e 的跟蹤范圍則需要 20s 的時(shí)間，要達(dá)到 5e 的跟蹤 范圍則需要 10s 的時(shí)間，要達(dá)到 2e 的跟蹤范圍則需要 5s 的時(shí)間。 雖然在建議和我國相關(guān)規(guī)程中都是明確規(guī)定，零點(diǎn)跟蹤裝置的修正速率必須是“不大于 0.5e/ s”，但是許多稱重儀表的制造企業(yè)，在儀表出廠時(shí)并沒有將零點(diǎn)跟蹤裝置的修正速率設(shè)置在這一點(diǎn)上。 甚至有的稱重儀表制造企業(yè)，設(shè)置在大修正速率上（目前看到的大修正速率為 6e/s）。 2. 置零準(zhǔn)確度檢定 如果稱重儀表沒有零點(diǎn)跟蹤功能，或者有一個(gè)專門的開關(guān)可以關(guān)閉零點(diǎn)跟蹤裝置，在檢測“置零 準(zhǔn)確度”和“零點(diǎn)誤差”時(shí)，是沒有必要加放附加載荷（10e）的。問題是目前我國大部分稱重儀表， 都沒有配置這個(gè)可以關(guān)閉零點(diǎn)跟蹤裝置的開關(guān)，而且又都具有零點(diǎn)跟蹤功能，所以為了得到零點(diǎn)時(shí) 的誤差，不得已只好在衡器空載狀態(tài)時(shí)，加放一個(gè)附加載荷（10e）使之出零點(diǎn)跟蹤工作范圍，這 樣就得到的是一個(gè)“零點(diǎn)附近”的置零準(zhǔn)確度。依次加放 0.1e 的附加砝碼，直至示值明顯增加一個(gè) 分度值（I+e），附加砝碼的累計(jì)為 ΔL，這樣這個(gè)零點(diǎn)誤差就是： 。 如果附加砝碼累計(jì)為 0.4e，那么： 。 0 E eee e = − = <± 0.5 0.4 0.1 0.25 0 E e eL e eL e = + −? − = −? ≤± 10 0.5 10 0.5 0.25 3 3. 確定置零準(zhǔn)確度的意義 置零準(zhǔn)確度確定的目的，就是為了保證在檢定過程中完成“化整前修正誤差”的計(jì)算。在檢定一 臺衡器的準(zhǔn)確度時(shí)，可以通過公式得到化整前誤差： ，為了更加準(zhǔn)確知道衡 器具體秤量點(diǎn)的誤差，需要用零點(diǎn)的誤差對其進(jìn)行修正，即是： 。 通過零點(diǎn)誤差對秤量點(diǎn)的誤差進(jìn)行修正之后，有可能將略微出大允許誤差的示值修正為合格， 也可能將看似在合格范圍內(nèi)的示值修正為不合格。但是，不論是修正為“合格”還是“不合格，都 是為了使檢測結(jié)果更加接近衡器真實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)度”。 4. 零點(diǎn)誤差檢定 首先檢定應(yīng)該是這樣確定衡器零點(diǎn)誤差的：在全部卸除衡器承載器上的載荷前，必須先向承載器 上加放 10e 的載荷，再卸下承載器上的載荷，依次加放 0.1e 附加砝碼，直至示值明顯增加一個(gè)分度 值（I+e），附加砝碼的累計(jì)為 ΔL，再按照閃變點(diǎn)方法確定零點(diǎn)誤差，就是： 。如果附加砝碼累計(jì)為 0.4e， 那么： 。 三、結(jié)束語 1. 由于目前稱重儀表基本上都有“零點(diǎn)跟蹤裝置”，而且沒有設(shè)置開關(guān)可以關(guān)閉這個(gè)功能， 所以在檢定零點(diǎn)的誤差時(shí)必須向承載器上加放 10e 的載荷，使其出零點(diǎn)跟蹤范圍。 2. 零點(diǎn)跟蹤裝置的修正速率，是影響一臺電子衡器返回零點(diǎn)速度的一個(gè)重要因素。零點(diǎn)跟蹤裝置 的跟蹤量不大于 0.5e/s 的修正速率是每臺電子衡器必須遵循的規(guī)定，隨意將修正速率設(shè)置大于規(guī)定 速率，必然會掩蓋一些稱量過程中不應(yīng)該存在的問題。所以，建議在檢定之前應(yīng)該首先檢查被檢電 子衡器的零點(diǎn)跟蹤裝置的修正速率，是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。 3.“置零準(zhǔn)確度”與“零點(diǎn)誤差”這些概念，都是為了檢定時(shí)誤差計(jì)算的準(zhǔn)確度而人為制定出來的， 在實(shí)際使用中是不可能（也無法）去計(jì)較一個(gè)示值誤差是否有 ±0.25e 的差異。 【參考文獻(xiàn)】 ［1］法制計(jì)量組織 R76-1《非自動(dòng)衡器》建議［S］