稱重傳感器型式評(píng)價(jià)中的若干問題
         浙江省計(jì)量科學(xué)研究院 倪守忠
【摘 要】 本文就稱重傳感器型式評(píng)價(jià)中涉及到的樣機(jī)選擇、產(chǎn)品覆蓋及試驗(yàn)方法進(jìn)行了一些探討，希望引起重視并得于解決。
【關(guān)鍵詞】 稱重傳感器；型式評(píng)價(jià)；R60建議
一、概述
稱重傳感器作為電子衡器的核心部件列入我國重點(diǎn)管理的計(jì)量器具，我國現(xiàn)行的稱重傳感器國家標(biāo)準(zhǔn)及檢定規(guī)程均等效采用法制計(jì)量組織（OIML）R60建議。由于種種原因，R60就型式評(píng)價(jià)時(shí)傳感器的選擇及評(píng)價(jià)過程中個(gè)別條款描述不夠清晰，導(dǎo)致我國不同實(shí)驗(yàn)室由于理解不同在稱重傳感器型式評(píng)價(jià)時(shí)采用不同方法進(jìn)行；由此，同一族的稱重傳感器在不同實(shí)驗(yàn)室可能導(dǎo)致不同的評(píng)價(jià)結(jié)果。由于型式評(píng)價(jià)涉及對(duì)制造企業(yè)許可證的發(fā)放，因此，型式評(píng)價(jià)應(yīng)當(dāng)盡量規(guī)范統(tǒng)一；下面就型式評(píng)價(jià)過程中個(gè)別條款進(jìn)行探討。
二、稱重傳感器的選擇與覆蓋
R60及我國稱重傳感器檢定規(guī)程對(duì)一個(gè)包括一組或多組不同秤量和特性的稱重傳感器族進(jìn)行型式評(píng)價(jià)選擇傳感器時(shí)，采用以下三個(gè)原則：一是具有*計(jì)量性能的傳感器優(yōu)先選擇；即同量程情況下具有較高計(jì)量性能的傳感器可以覆蓋具有較低計(jì)量性能的傳感器。二是zui小量程傳感器優(yōu)先選擇；即相同計(jì)量性能的傳感器中選擇zui小量程傳感器進(jìn)行試驗(yàn)，由較小量程按規(guī)定的倍率向較大量程覆蓋；三是濕度試驗(yàn)及對(duì)裝有電子裝置的傳感器的附加試驗(yàn)只對(duì)其中一個(gè)具有zui嚴(yán)格特性的傳感器進(jìn)行試驗(yàn)。由于傳感器的計(jì)量性能取決于傳感器級(jí)別、zui大檢定分度數(shù)、zui小檢定分度值、分配系數(shù)、溫度范圍等多個(gè)參數(shù)，當(dāng)一個(gè)族中各組的傳感器除級(jí)別之外其它幾個(gè)參數(shù)交叉時(shí)很難界定哪個(gè)組具有*計(jì)量性能或zui嚴(yán)格特性。如，20t C級(jí)nmax=3000 Y=12000與20t C級(jí)nmax=4000 Y=8000難以界定哪個(gè)組的傳感器具有更佳的計(jì)量性能，從而導(dǎo)致試驗(yàn)方案不統(tǒng)一。由于我國目前尚未制定國家稱重傳感器型式評(píng)價(jià)大綱，型式評(píng)價(jià)依據(jù)檢定規(guī)程進(jìn)行，因此當(dāng)申請產(chǎn)品出現(xiàn)上述情況時(shí)同樣會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)方案的不一致。
三、稱重傳感器試驗(yàn)后的核算
R60及稱重傳感器檢定規(guī)程要求在試驗(yàn)完成后不僅要按n=nmax進(jìn)行計(jì)算，還應(yīng)按n = nmax-500及n = nmax-1000（n≥500）進(jìn)行計(jì)算，并核查條件vmin≤v 是否符合，再將計(jì)算及核查結(jié)果填到試驗(yàn)結(jié)論匯總表中。
nmax
nmax-500
nmax-1000
試驗(yàn)項(xiàng)目
合格
不合格
合格
不合格
合格
不合格
用n≤nmax檢查計(jì)算
核查maxminmaxminnDDv−≤
對(duì)上述要求，由于規(guī)范本身未作出清晰的解釋，各技術(shù)機(jī)構(gòu)理解有較大差異；一種理解是：由于zui大允許誤差表為階梯式允許誤差，在臨界點(diǎn)的不連續(xù)，導(dǎo)致同一級(jí)別的傳感器在按較大檢定分度數(shù)試驗(yàn)合格的情況下，按較小檢定分度數(shù)試驗(yàn)可能出現(xiàn)不合格，因此需要按較小檢定分度數(shù)進(jìn)行再核算。這一解釋表面上看似乎有一定道理，但仔細(xì)核對(duì)R60中C4.4條及匯總表中的檢查項(xiàng)，可以看出由于按nmax-500及nmax-1000計(jì)算時(shí)vmin越來越大，這意味著匯總表中的檢查項(xiàng)永遠(yuǎn)符合，又何談核查。另外由于正常情況下傳感器的試驗(yàn)曲線是連續(xù)非突變的，因此理論上講誤差曲線也應(yīng)當(dāng)是連續(xù)非突變的；在這種情況下，當(dāng)特定傳感器（舉例C3）按nmax試驗(yàn)計(jì)算合格時(shí)，按nmax-500及nmax-1000計(jì)算出現(xiàn)不合格的概率微乎其微（見圖１）；通過對(duì)誤差處于臨界狀態(tài)的眾多傳感器的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)算未發(fā)現(xiàn)該情況發(fā)生，這也證明了這一點(diǎn)。實(shí)際上即使存在試驗(yàn)合格的傳感器在核算時(shí)不合格，往往是試驗(yàn)數(shù)據(jù)突變造成，這種情況可能是試驗(yàn)設(shè)備等因素帶來的粗大誤差。因此即使存在這種情況也非常偶然，對(duì)這種小概率事件通常可以忽略。顯然這種理解不符合R60原意。
圖1 誤差包絡(luò)線
本人曾經(jīng)在對(duì)GB/T7551-1997及R60中有關(guān)問題的探討一文中對(duì)這一問題進(jìn)行過探討。實(shí)際上，R60這一條款的提出是考慮到對(duì)某一zui大檢定分度數(shù)的稱重傳感器實(shí)際使用時(shí)可以在不同的測量范圍中進(jìn)行，比如，30t的傳感器用于30t的汽車衡與用于20t的汽車衡其檢定分度值是不同的，為了確保傳感器的計(jì)量性能符合衡器要求，要求傳感器測量范圍較小時(shí)必須保證條件vmin≤v成立；顯然，檢定分度數(shù)一定時(shí)，隨著測量范圍越小，zui小檢定分度值也越來越小，此時(shí)需要進(jìn)行核查條件vmin≤v
是否成立。盡管R60進(jìn)行此項(xiàng)核查計(jì)算的目的容易理解，但由于相關(guān)條款解釋不夠清晰，因此實(shí)際計(jì)算如何進(jìn)行仍是個(gè)問題。
針對(duì)上述問題，本人提出一種理解及計(jì)算方法：
如果將R60 C4.3條中的n=nmax-500及n=nmax-1000（n≥500）中的n直接理解為計(jì)算時(shí)對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)試驗(yàn)負(fù)荷而不是計(jì)算時(shí)所用的zui大檢定分度數(shù)，那么計(jì)算核查變得有實(shí)際意義，以示例說明如下：
假定被檢測稱重傳感器為Ｃ級(jí)，Emax=20t，Emin=2t，nmax =3000，v=6kg vmin=4.5g；則可按以下步驟計(jì)算：
1、按Ｄmax=20t，Ｄmin=2t進(jìn)行試驗(yàn)并計(jì)算；
2、按n=nmax-500計(jì)算出試驗(yàn)縮小測量范圍后的Ｄ１max＝2500×6=15000kg,此時(shí)檢定分度值為v1＝15000kg／3000＝5kg,按此重新計(jì)算參比示值并核定各試驗(yàn)點(diǎn)的允許誤差（注意仍按3000分度計(jì)算），再判斷是否合格；由于此時(shí)vmin＝4.5kg，v1＝5kg，vmin≤v1成立，因此不管計(jì)算結(jié)果是否合格結(jié)論均有效；
3、按n=nmax-1000計(jì)算出試驗(yàn)縮小測量范圍后的Ｄ１max＝2000×6=12000kg，此時(shí)檢定分度值為v1＝12000kg／3000＝4kg，同理重新計(jì)算參比示值并核定各試驗(yàn)點(diǎn)的允許誤差，再判斷是否合格；由于此時(shí)vmin＝4.5kg，v1＝4kg，vmin≤v1不成立，因此不管計(jì)算結(jié)果如何，由于核查條件不符合，計(jì)算結(jié)果無效。
由于vmin事實(shí)上反映了一個(gè)傳感器在衡器上使用時(shí)的適用能力，上述核算實(shí)際上通過模擬該傳感器在規(guī)定的兩段較小測量范圍中的“測試結(jié)果”，來驗(yàn)證該傳感器的這種能力。
四、建議
鑒于稱重傳感器型式評(píng)價(jià)是事關(guān)對(duì)制造企業(yè)生產(chǎn)許可證的發(fā)放，試驗(yàn)評(píng)價(jià)本身應(yīng)當(dāng)盡量規(guī)范統(tǒng)一；上述分析也只是個(gè)人的理解，要解決這一問題，需要業(yè)內(nèi)專家加深理解，協(xié)調(diào)統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，并結(jié)合我國的現(xiàn)狀制定一個(gè)切實(shí)可行的稱重傳感器產(chǎn)品國家型式評(píng)價(jià)大綱。
作者簡介
作 者：倪守忠 職稱：教授級(jí)高工
工作單位：浙江省計(jì)量科學(xué)研究院 ：
地 址：杭州天目山路222號(hào)5號(hào)樓 ：310013