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采用非砝码检定大型固定式地磅的研究

时间:2017-10-31 12:07 来源:http://www.shslcz.com 点击数:

JJG539-1997《数字指示秤》检定规程的要求,采用标准砝码和(或)砝码替代物检定大型固定式地磅所 需的标准砝码至少为地磅最大秤量的50%,完成一台100t地磅的检定至少需要5个工作日。该方法不仅 检定工作量大、劳动强度高,而且其运输砝码成本高、耗时长、安全性差。特别是在山区由于受道路、桥梁、地形等 的限制,运输大量砝码的安全性与运输成本严重影响了检定规程的适用性。因此,采用非砝码检定大型固定式地磅的研究迫在眉睫。

福建省计量院研制出一套切实可行的、可运用于 现场的自定位加卸荷测量装置以下简称“测量装 置”),以此对固定式地磅进行检定,解决以往检定 过程中存在的一系列难题。

二、测量装置工作原理与技术指标

1.测量装置的组成

测量装置是由多套载荷测量机构、恒载荷液压控 制装置和便携式计算机组成的系统。其中,载荷测量机构包括拉力框架(由U形拉头、拉力杆、垫 块和螺母组成)、自定位调节承压板、液压 加载机构、载荷测量传感器和高精度仪 表;恒载荷液压控制装置可控制多油路恒 定荷加卸载,通过计算机不仅能够实现对 单套载荷测量机构独立进行加卸载控制也能对任意几套载荷测量机构同时进行 加卸载控制图1为采用测量装置检定大 型固定式电子衡器的示意图

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2.工作原理

如图1所示,检定时,在衡器台面各 支承点(衡器的传感器)上方任意位置各 安装一套载荷测量机构,在衡器台面下方基础上预埋一个地脚拉力环,使拉力框架与地脚拉力环相连,此时对计算机

输入指令控制恒载荷液压控制装置,恒载荷液压控 制装置对液压加载机构施加载荷,在拉力框架和地 脚拉力环的作用下,液压加载机构中的活塞同时对 载荷测量传感器和衡器施加载荷,载荷测量传感器 通过多通道载荷测量仪,在计算机上可显示测量装 置的单个载荷值和多个载荷值叠加的总和,衡器在 衡器仪表或标尺上显示其载荷值,比较这两个载荷 值的差值,即为衡器的检定点进程示值误差。同样恒载荷液压控制装置对液压加载机构卸除载荷,在 拉力框架和地脚拉力环的作用下,液压加载机构中 的活塞同时对载荷测量传感器和衡器卸除载荷,计 算机上显示的载荷值与衡器上的载荷值之差,即为 衡器的检定点回程示值误差。

3.主要技术指标

装置的测量范围为5~200)t (单个载荷测量系统 的测量范围为200kg~3000kg);质量称量的示值扩展不 确定度为0.02% (A=2,置信概率约为95%);恒载荷液压 控制系统载荷波动性(力源稳定度0.005%/30min ;装 置的自定位位置准确度优于$0.1mm

三、测量装置检定适应性分析

1.衡器结构的适应性分析

采用测量装置检定大型固定式地磅时,需要 在衡器台面上安装载荷测量系统,即自定位调节承压 板、液压加载机构、载荷测量传感器;通过拉力框架与地磅基础上方预埋的地脚拉力环相连接。通过调研,大 多数30t以上的大型固定式地磅在各支承点上方 都装有与秤台等高的可拆卸的盖板,其中包括秤台单 元数为两节以上的地磅,每两节之间也都装有此 盖板。

对于新安装的地磅,安装载荷测量系统时 只需拆除原盖板,在盖板下方的衡器基础上预埋地脚 拉力环(可永久重复使用)。检定时,装上另外加工的与 原盖板结构相同的一套盖板,即可满足本方法检定条 件。当然,也可以与衡器生产厂家协商,根据检定需要 适当在秤台的台面上加工几个用于安装拉力框架的通 直径为$150mm的圆孔或100mmxl00mm的方孔, 即如图1所示的通孔1'~8'同时加工通孔盖板,用于衡 器检定完毕后盖住通孔,并在安装衡器基础图上标注 需要预埋地脚拉力环。对使用中的地磅,由于没 有预埋地脚拉力环,可通过在衡器的基础上打扩孔桩 的办法来解决。在衡器的基础上打一个能承受拉力为 300kN的扩孔桩只需约1000元。如一台台面为3节、使 8支传感器的100t地磅需要打8个扩孔桩,总 费用约8000元。安装地脚拉力环的费用(一次性费用, 地脚拉力环可永久重复使用与每年检定1~2次都需至 少运输50t的标准砝码和寻找50t替代物费用相比,企业是可以接受的。

总之,衡器的结构能满足采用测量装置检定的要求。

2.测量装置检定项目的适应性分析

依据JJG539-1997的要求,检定装置应能分别对衡 器预加荷每次至接近最大秤量)、称量测试、鉴别力测 试、除皮称量测试、偏载测试、重复性测试等计量性能 进行测试和检查。

测量装置可以通过单独控制或同时控制多套载荷 测量机构对JJG539-1997要求的检定载荷点进行加、卸 载荷,如对衡器预加荷每次至接近最大秤量)、称量测 试、 重复性测试可通过同时控制多套载荷测量机构对 衡器进行加、卸载荷;对除皮称量测试可以通过预载荷 (皮重值后装置置零的方法,再控制多套载荷测量机 构对衡器进行加、卸载荷;对偏载测试可采用单独控制 一套载荷测量机构对衡器进行加、卸载荷;对鉴别力测 试可通过计算机软件指令对衡器加、卸载荷时,以衡器 分度值的0.1d施加载荷,检查是否符合要求。

总之,测量装置可满足按JJG539-1997的要求对检 定项目进行测试、检定。

四、测量装置检定结果验证

试验结果验证分别采用标准砝码和测量装置对衡 器进行检定,比较两种检定结果的差异性。验证步骤 为:(1)采用标准砝码检定衡器;2)采用测量装置检定 衡器;3)采用标准砝码再次检定衡器。目前,己对6t 100t两台固定式地磅进行试验结果的验证,其结 果是一致的,两种检定结果的差异不影响对被检地磅的级别评估(详见本期刊登的《砝码法与非砝码法 检定地磅的结果分析探讨》一文)。

五、测量装置检定优点

本文的检测方法是采用GB7723-2008《固定式电 子衡器》中规定的第二种标准器即独立的辅助检定 装置,另外两种检定标准器是砝码、检定用标准砝码 的替代来检定大型固定式电子衡器,该检测方法的 优点如下:

1.检定成本低

实施该检测方法,仅需一部载重2~3)t的小型货 车一次将所有标准设备运到目的地,仅需两名检定人 员,所以运输费、人员费很少。

2.检定工作量小

由于采用恒载荷液压控制系统加、卸载荷,检定时 (如检定一台100t的地磅无需搬动几百甚至上 千吨砝码或替代物,检定工作量小。

3.检定效率高

检定一台100t地磅仅需2h采用砝码检定 时(含运输砝码),一般需5个工作日,二者工作效率相 20余倍。

4.检定和运输安全方便

所采用的测量装置总重量不超过1.5t体积小、重 量轻,检定和运输安全、方便。

5.检定数据真实、可靠

六、测量装置的经济和社会效益分析

该检测方法所采用的测量装置检定成本低,解决 了以往在检定时需运输大量标准砝码或寻找替代物, 以及运输及装卸标准砝码安全性差等一系列难题。与 采用标准砝码检定相比,根据估算,平均检定一台大型 固定式地磅,运输费可节约5000元、人工费可节约 3000元。例如,福建省内共有4000多台,一年检定2 一年就可为福建企业节约成本6000多万元。

若实施该检测方法,将为质监部门检定大型地磅提供强有力的技术手段,为国内大型衡器的生 产质量提供强有力的计量保证,也可为配合质监系统 行政部门整顿国内大型衡器的质量秩序提供强有力的 技术保障,具有很好的社会效益。