zui大稱量150噸，分度值20公斤汽車衡稱量誤差校核的探討

概述：對于Max=150t，e＝20kg的Ⅲ 級汽車衡，其分度數n=Max/e=7500，根據GB/T7723 固定式電子衡器中 6.2.6 條的要求：對于每只稱重傳感器，稱重傳感器的zui大分度數nLC應不大于衡器的檢定分度數n，nLC≥n。按此要求，無論使用幾只稱重傳感器，必須滿足稱重傳感器的zui大分度數nLC≥7500，意味著稱重傳感器的準確度將達到C7.5。做為貿易計量的汽車衡準確度為Ⅲ ，使用的稱重傳感器以C3 級zui為常見，目前市場上也確實存在這樣的需求和應用，因此，需要加以校核、驗證。

本次著重討論具有代表性的客戶要求，如準確度為Ⅲ 的汽車衡，Max＝150t，e＝20kg，配置為 8 只 C3 級 50t 稱重傳感器。按這樣的配置，能否滿足 Max＝150t，e＝20kg 的衡器要求？以下從常溫條件下的汽車衡zui大誤差及溫度對空秤示值的影響誤差方面進行校核。

1 衡器和稱重傳感器的計量性能要求 

1.1 根據 JJG555-1996非自動秤通用檢定規程（4.1.1、4.4.1、4.8.3.3 條）確定有關汽車衡的主要計量要求。

準確度： Ⅲ

秤量：Max＝150t 

檢定分度值：e＝20kg 

zui大允許誤差：

溫度對空載示值的影響：±e/5℃＝±20kg/5℃

其它誤差這里不做討論。

1.2 JJG555-1996 非自動秤通用檢定規程中有關稱重傳感器的要求（5.8 條）稱重傳感器的zui大秤量應符合下述要求：Emax＞Q·Max·R/N=37.5t 

注：這里 Q 取 2，R=1，N＝8稱重傳感器的zui大分度數： JJG555中5.8.2和GB/T7723固定式電子衡器中 6.2.6條稱重傳感器zui大分度數的描述相同：對于每只稱重傳感器，稱重傳感器的zui大分度數nLC應大于衡器的檢定分度數n， nLC≥n。要制造Max＝150t，e＝20kg的 衡器，稱重傳感器的zui大分度數應達到nLC＝7500才能滿足要求。Ⅲ稱重傳感器的zui小檢定分度值：vmin≤e·R/N1/2 vmin≤20/81/2＝7.07kg （R=1，N=8）1.3 配置的 C3 級稱重傳感器的參數： Emax＝50000kg vmin＝5kg

2 計量性能校核

2.1 汽車衡的zui大誤差校核

在 GB/T7723 和 OIML R76 中均沒有提到多只稱重傳感器使用時對稱重傳感器的誤差要求。首先使用常見的 C3 級稱重傳感器校核衡器的zui大誤差。

校核條件：按理想情況下，稱重傳感器按zui大誤差來校核衡器的綜合誤差。理想情況是指載荷均勻分布在承載器上，不考慮溫度變化。

大多數衡器將稱重傳感器用于測量范圍遠遠低于其額定量程的場所。稱重傳感器測量范圍（MR）規定為測量結果不會受到超出zui大允許誤差的誤差影響范圍。可以使用下面的等式表示： MR=Dmax- Dmin=n*ν 其中，n表示檢定分度數，ν表示稱重傳感器檢定分度值，用質量單位表示。據此確定如下的校核方法：

將汽車衡的分段zui大秤量范圍平均分配到每只稱重傳感器，再將每只稱重傳感器的所分配的負荷按所采用的稱重傳感器準確度等級，計算出所屬稱量范圍，得到每只稱重傳感器在其所使用量程段的誤差。將 n 只稱重傳感器的zui大誤差求和，即為稱重傳感器的總誤差，此誤差與對應的汽車衡分段誤差做比較。采用這種將 n 只稱重傳感器的zui大誤差簡單的疊加的方法，得到的是理想情況下的極差，該計算誤差的方法，是在衡器配置的傳感器計量特性保持一致的特例條件下進行的。

根據設定的校核條件，每個稱重傳感器的負荷均勻，則每個稱重傳感器的分得的zui大載荷為Max/N=150000/8=18750kg（這里N=8），計算每只稱重傳感器分得的zui大載荷占稱重傳感器zui大秤量的百分比為：Max/8/ Emax=150000/8/50000=37.5％，以下按C3 級校核稱重傳感器的zui大誤差。

稱重傳感器的檢定分度值：v＝50000*37.5％/3000＝6.25kg，v＞vmin。

汽車衡的允許誤差與 8 只稱重傳感器的總誤差的對比見表 1

表 1 中是按 8 只稱重傳感器的平均分得的zui大載荷下，累計其zui大誤差來校核衡器的zui大誤差，是按均勻載荷下稱重傳感器zui大誤差計算，實際出現這樣的情況雖然極少見，但是理論上是存在的。因此，采用 8 只 C3 級傳感器，理論上不能滿足 Max＝150t， e＝20kg 汽車衡的zui大誤差要求。以下計算采用 C4、C6 級傳感器時，在上述規定的校核條件下稱重傳感器總誤差的理論計算情況：

 C4 級傳感器，ｖ＝18750kg/4000＝4.6875kg

采用 8 只 C4 級稱重傳感器，在規定的校核條件下，仍不能滿足 Max＝150t，e＝20kg衡器的zui大誤差要求。

C6 級傳感器，ｖ＝18750kg/6000＝3.125kg

采用 8 只C6 級稱重傳感器，在規定的校核條件下，可以滿足Max＝150t，e＝20kg

衡器的zui大誤差要求，其使用的稱重傳感器的zui小檢定分度值vmin≤3.125kg。

2.2 溫度對空載示值的影響校核

溫度對零點載荷輸出或靈敏度的影響為稱重傳感器輸出的固定誤差百分比，不因稱重傳感器秤量使用的大小而變化。zui小檢定分度與溫度對零點載荷的影響有直接關系，根據 JJG555 中 5.8.1.3 條的要求，當環境溫度每差 5℃時，衡器的零點或零點附近的示值變化應不大于 1 個檢定分度值 e。

以下對使用 C3 級稱重傳感器的汽車衡，計算溫度使用范圍內空秤示值的影響：溫度對汽車衡的每只C3 級稱重傳感器的zui小靜負荷輸出的影響為：CM/5℃≤0.7vmin＝3.5kg，假設每只C3 級稱重傳感器的溫度對zui小靜負荷輸出的影響均取極限值，則 8只稱重傳感器溫度變化 5℃的總零點變化為：3.5×8=28kg=1.4e。顯然超出了汽車衡的 1個檢定分度值e（e=20kg）的要求。從溫度對空載示值的影響這項指標看，C3 級傳感器制作 n＝7500 分度的衡器，存在不確定性，極易超差。若要*要求，到達每變化 5℃，衡器的顯示變化不大于1 個ｅ，反推計算可得到稱重傳感器的溫度對zui小靜負荷輸出的影響小于： e/8/5℃/Emax*106= 20kg/8/5℃/50000kg*106=10ppm/℃。若采用C6 級稱重傳感器（vmin≤3.125kg），則其溫度對zui小靜負荷輸出的影響為： 0.7vmin/5℃/Emax*106=8.7ppm/℃，可以滿足要求。

總結

以上在規定的理想條件下，探討了采用 8 只Emax＝50000kg的C3、C4、C6 級稱重傳
感器，制作Max＝150t，e＝20kg汽車衡，其zui大誤差的校核計算。計算表明只有采用C6
級的稱重傳感器，且zui小檢定分度值vmin≤3.125kg，其溫度對zui小靜負荷輸出的影響控
制在 10ppm/℃以內，才能滿足汽車衡的zui大誤差和溫度對空載示值的影響指標。