Z大称量150吨，分度值20公斤汽车衡称量误差校核的探讨

zui大称量150吨，分度值20公斤汽车衡称量误差校核的探讨

概述：对于Max=150t，e＝20kg的Ⅲ 级汽车衡，其分度数n=Max/e=7500，根据GB/T7723 固定式电子衡器中 6.2.6 条的要求：对于每只称重传感器，称重传感器的zui大分度数nLC应不大于衡器的检定分度数n，nLC≥n。按此要求，无论使用几只称重传感器，必须满足称重传感器的zui大分度数nLC≥7500，意味着称重传感器的准确度将达到C7.5。做为贸易计量的汽车衡准确度为Ⅲ ，使用的称重传感器以C3 级zui为常见，目前市场上也确实存在这样的需求和应用，因此，需要加以校核、验证。

本次着重讨论具有代表性的客户要求，如准确度为Ⅲ 的汽车衡，Max＝150t，e＝20kg，配置为 8 只 C3 级 50t 称重传感器。按这样的配置，能否满足 Max＝150t，e＝20kg 的衡器要求？以下从常温条件下的汽车衡zui大误差及温度对空秤示值的影响误差方面进行校核。

1 衡器和称重传感器的计量性能要求 

1.1 根据 JJG555-1996非自动秤通用检定规程（4.1.1、4.4.1、4.8.3.3 条）确定有关汽车衡的主要计量要求。

准确度： Ⅲ

秤量：Max＝150t 

检定分度值：e＝20kg 

zui大允许误差：

温度对空载示值的影响：±e/5℃＝±20kg/5℃

其它误差这里不做讨论。

1.2 JJG555-1996 非自动秤通用检定规程中有关称重传感器的要求（5.8 条）称重传感器的zui大秤量应符合下述要求：Emax＞Q·Max·R/N=37.5t 

注：这里 Q 取 2，R=1，N＝8称重传感器的zui大分度数： JJG555中5.8.2和GB/T7723固定式电子衡器中 6.2.6条称重传感器zui大分度数的描述相同：对于每只称重传感器，称重传感器的zui大分度数nLC应大于衡器的检定分度数n， nLC≥n。要制造Max＝150t，e＝20kg的 衡器，称重传感器的zui大分度数应达到nLC＝7500才能满足要求。Ⅲ称重传感器的zui小检定分度值：vmin≤e·R/N1/2 vmin≤20/81/2＝7.07kg （R=1，N=8）1.3 配置的 C3 级称重传感器的参数： Emax＝50000kg vmin＝5kg

2 计量性能校核

2.1 汽车衡的zui大误差校核

在 GB/T7723 和 OIML R76 中均没有提到多只称重传感器使用时对称重传感器的误差要求。首先使用常见的 C3 级称重传感器校核衡器的zui大误差。

校核条件：按理想情况下，称重传感器按zui大误差来校核衡器的综合误差。理想情况是指载荷均匀分布在承载器上，不考虑温度变化。

大多数衡器将称重传感器用于测量范围远远低于其额定量程的场所。称重传感器测量范围（MR）规定为测量结果不会受到超出zui大允许误差的误差影响范围。可以使用下面的等式表示： MR=Dmax- Dmin=n*ν 其中，n表示检定分度数，ν表示称重传感器检定分度值，用质量单位表示。据此确定如下的校核方法：

将汽车衡的分段zui大秤量范围平均分配到每只称重传感器，再将每只称重传感器的所分配的负荷按所采用的称重传感器准确度等级，计算出所属称量范围，得到每只称重传感器在其所使用量程段的误差。将 n 只称重传感器的zui大误差求和，即为称重传感器的总误差，此误差与对应的汽车衡分段误差做比较。采用这种将 n 只称重传感器的zui大误差简单的叠加的方法，得到的是理想情况下的极差，该计算误差的方法，是在衡器配置的传感器计量特性保持一致的特例条件下进行的。

根据设定的校核条件，每个称重传感器的负荷均匀，则每个称重传感器的分得的zui大载荷为Max/N=150000/8=18750kg（这里N=8），计算每只称重传感器分得的zui大载荷占称重传感器zui大秤量的百分比为：Max/8/ Emax=150000/8/50000=37.5％，以下按C3 级校核称重传感器的zui大误差。

称重传感器的检定分度值：v＝50000*37.5％/3000＝6.25kg，v＞vmin。

汽车衡的允许误差与 8 只称重传感器的总误差的对比见表 1

表 1 中是按 8 只称重传感器的平均分得的zui大载荷下，累计其zui大误差来校核衡器的zui大误差，是按均匀载荷下称重传感器zui大误差计算，实际出现这样的情况虽然极少见，但是理论上是存在的。因此，采用 8 只 C3 级传感器，理论上不能满足 Max＝150t， e＝20kg 汽车衡的zui大误差要求。以下计算采用 C4、C6 级传感器时，在上述规定的校核条件下称重传感器总误差的理论计算情况：

 C4 级传感器，ｖ＝18750kg/4000＝4.6875kg

采用 8 只 C4 级称重传感器，在规定的校核条件下，仍不能满足 Max＝150t，e＝20kg衡器的zui大误差要求。

C6 级传感器，ｖ＝18750kg/6000＝3.125kg

采用 8 只C6 级称重传感器，在规定的校核条件下，可以满足Max＝150t，e＝20kg

衡器的zui大误差要求，其使用的称重传感器的zui小检定分度值vmin≤3.125kg。

2.2 温度对空载示值的影响校核

温度对零点载荷输出或灵敏度的影响为称重传感器输出的固定误差百分比，不因称重传感器秤量使用的大小而变化。zui小检定分度与温度对零点载荷的影响有直接关系，根据 JJG555 中 5.8.1.3 条的要求，当环境温度每差 5℃时，衡器的零点或零点附近的示值变化应不大于 1 个检定分度值 e。

以下对使用 C3 级称重传感器的汽车衡，计算温度使用范围内空秤示值的影响：温度对汽车衡的每只C3 级称重传感器的zui小静负荷输出的影响为：CM/5℃≤0.7vmin＝3.5kg，假设每只C3 级称重传感器的温度对zui小静负荷输出的影响均取极限值，则 8只称重传感器温度变化 5℃的总零点变化为：3.5×8=28kg=1.4e。显然超出了汽车衡的 1个检定分度值e（e=20kg）的要求。从温度对空载示值的影响这项指标看，C3 级传感器制作 n＝7500 分度的衡器，存在不确定性，极易超差。若要*要求，到达每变化 5℃，衡器的显示变化不大于1 个ｅ，反推计算可得到称重传感器的温度对zui小静负荷输出的影响小于： e/8/5℃/Emax*106= 20kg/8/5℃/50000kg*106=10ppm/℃。若采用C6 级称重传感器（vmin≤3.125kg），则其温度对zui小静负荷输出的影响为： 0.7vmin/5℃/Emax*106=8.7ppm/℃，可以满足要求。

总结

以上在规定的理想条件下，探讨了采用 8 只Emax＝50000kg的C3、C4、C6 级称重传
感器，制作Max＝150t，e＝20kg汽车衡，其zui大误差的校核计算。计算表明只有采用C6
级的称重传感器，且zui小检定分度值vmin≤3.125kg，其温度对zui小静负荷输出的影响控
制在 10ppm/℃以内，才能满足汽车衡的zui大误差和温度对空载示值的影响指标。