檢定衡器中如何進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)砝碼的替代

初大偉

煙臺市計(jì)量所 山東煙臺 264003

替代法是衡器檢定最常使用的方式，但在檢定大噸位衡器的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)對替代法否定、回避或者是忽視替代法應(yīng)用條件等誤區(qū)，無法獲取準(zhǔn)確的檢定數(shù)據(jù)信息。在我國，很多衡器檢定單位均具備標(biāo)準(zhǔn)砝碼量，經(jīng)常會(huì)因檢定現(xiàn)場缺乏全量程砝碼使用條件的因素而難以對大噸位衡器做出檢定。因而，通過對替代法的運(yùn)用，能夠?qū)?biāo)準(zhǔn)砝碼數(shù)量缺陷予以彌補(bǔ)。由此可見，深入研究并分析檢定衡器中替代標(biāo)準(zhǔn)砝碼的內(nèi)容具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 關(guān)于替代法國際與我國相關(guān)規(guī)定闡釋

國際法制劑量組織制定的R76-1規(guī)定內(nèi)將標(biāo)準(zhǔn)砝碼替代試驗(yàn)的方法規(guī)定加入其中，具體內(nèi)容為：在試驗(yàn)衡器最大稱量超過1噸的情況，可選擇任意其他恒定載荷對標(biāo)準(zhǔn)砝碼加以替代，且所提供標(biāo)準(zhǔn)砝碼必須是1噸或是50%max中的最大者[1]。另外，在衡器秤量點(diǎn)的重復(fù)性試驗(yàn)中也做出相應(yīng)規(guī)定，要求重復(fù)的次數(shù)是3次，對最大的差值進(jìn)行計(jì)算，要求極差處于此載荷容許最大絕對值范圍內(nèi)。

在我國，檢定衡器所使用的規(guī)程為JJG668-90，其中明確指出，當(dāng)砝碼量不達(dá)標(biāo)的情況，可以使用替代法，但要求砝碼量不低于最大稱量的三分之一。另外，要修正數(shù)字示值化整的誤差。

由此可以發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)在替代法使用方面的規(guī)定和R76-1大致相同。不同之處就在于R76-1中明確規(guī)定了衡器重復(fù)性誤差。也就是說，替代法的本質(zhì)就是對示值誤差進(jìn)行修正，以確保替代物和標(biāo)準(zhǔn)砝碼數(shù)值相接近[2]。

2 替代物誤差研究

在替代物和標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行對比以后，即可將其當(dāng)成工作標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量部分。而所謂的替代物誤差，即秤的重復(fù)性誤差。在R76-1中對標(biāo)磚砝碼的替代做出了規(guī)定，需針對衡器展開重復(fù)性試驗(yàn)，詳細(xì)說明操作的方法。所以說，R76-1的主要功能就是通過對極差的統(tǒng)計(jì)對秤的重復(fù)性誤差進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。

而根據(jù)極差的分布可以了解到，在測量次數(shù)是3的情況下，標(biāo)準(zhǔn)偏差（σ）和極差（σ?）之間的關(guān)系呈現(xiàn)為：。將三級秤作為研究案例，當(dāng)n數(shù)值是3000的時(shí)候， (1 2)max秤量點(diǎn)的容許誤差為±e，那么也就是說，(12)max重復(fù)性誤差不應(yīng)超出±e。所以，標(biāo)準(zhǔn)偏差，即不確定度不會(huì)超過±0.5e。根據(jù)R76-1中的規(guī)定要求，在修正 (1 2)max示值誤差的時(shí)候，就能夠確保替代物實(shí)際誤差不超過±0.5e，且最大稱量位置的容許誤差最大數(shù)值是±1.5e，也就是替代物誤差3被，與實(shí)際量傳具體要求相適應(yīng)[3]。

對于重復(fù)性誤差而言，并不只是對秤的合格度做出判斷的主要依據(jù)，同樣也對替代物數(shù)量產(chǎn)生了直接性的影響。仍以上述案例為主，重復(fù)性誤差是±e，那么就只能進(jìn)行一次替代，也就是替代物可以選擇成 (1 2)max。

若以國內(nèi)JJG668-90規(guī)定要求為主，所配置的標(biāo)準(zhǔn)砝碼應(yīng)當(dāng)是(13)max，因而重復(fù)性誤差應(yīng)當(dāng)確定成±(13)e，而且替代物誤差要比更優(yōu)。相同思路分析，如果標(biāo)準(zhǔn)砝碼是 (1 5)max，那么就要保證重復(fù)性誤差不超過±0.2e，同時(shí)替代物誤差要比±0.1e更優(yōu)。綜合考慮既有的檢測結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)電子秤重復(fù)性比機(jī)械秤更理想，而且重復(fù)性一般集中于±0.3e上下，可在替代(13)max標(biāo)準(zhǔn)砝碼的時(shí)候應(yīng)用。但若想替代 (1 5)max標(biāo)準(zhǔn)砝碼，則難度會(huì)更大。

根據(jù)以上的研究與分析可以發(fā)現(xiàn)，尚未對標(biāo)準(zhǔn)砝碼誤差做出考慮，同樣在抵消標(biāo)準(zhǔn)砝碼、秤重復(fù)性與替代物間誤差方面也欠缺考慮[4]。

3 創(chuàng)建替代物及實(shí)例研究

在選擇替代物的過程中也需遵循特定要求，因在工作標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量中，替代物的比較是重要的內(nèi)容，其功能和標(biāo)準(zhǔn)砝碼相同，所以應(yīng)選擇使用始終不發(fā)生改變的材料。此外，需提供良好工作環(huán)境，盡可能規(guī)避多種因素不良影響。

在替代標(biāo)準(zhǔn)砝碼的過程中，可將R76-1以及JJG668-90的規(guī)定要求當(dāng)做參考依據(jù)，也就是指，砝碼數(shù)量不允許比 max)31( 少，同時(shí)選擇既有標(biāo)準(zhǔn)砝碼檢測秤，獲取重復(fù)性誤差。若能夠確保重復(fù)性誤差與具體要求相吻合，就可以進(jìn)行替代操作。

3.1 替代操作的步驟

首先，要使用標(biāo)準(zhǔn)砝碼對秤進(jìn)行檢定，具體的檢定試驗(yàn)內(nèi)容包括秤鑒別力、重復(fù)性、空秤變動(dòng)性、稱量準(zhǔn)確程度和偏載等，并開展重復(fù)性試驗(yàn)，進(jìn)而確定秤是否可采用替代法進(jìn)行檢定[5]。

其次，選擇使用的替代物，將其放置于和標(biāo)準(zhǔn)砝碼相同的秤臺處，在替代物加減操作的過程中，確保示值能夠和標(biāo)準(zhǔn)砝碼相同。若條件允許，可適當(dāng)增加比對的次數(shù)。若砝碼量是 max)31( ，應(yīng)準(zhǔn)備兩組質(zhì)量相同替代物。

最后，按照次序?qū)?biāo)準(zhǔn)砝碼和替代物進(jìn)行使用，進(jìn)而檢定秤的全量程計(jì)量性能。

3.2 應(yīng)用實(shí)例

經(jīng)以上分析以及計(jì)算，可以發(fā)現(xiàn)，在標(biāo)準(zhǔn)砝碼數(shù)量超過最大秤量三分之一的情況下，替代標(biāo)準(zhǔn)砝碼具有一定的可行性。

4 結(jié)語

綜上所述，上文中定性分析了替代標(biāo)準(zhǔn)砝碼的相關(guān)內(nèi)容，而替代法環(huán)節(jié)諸多，且以替代物容許誤差為重點(diǎn)，致力于與標(biāo)準(zhǔn)砝碼容許無法要求相吻合。所以在實(shí)踐中，應(yīng)在與具體要求吻合的基礎(chǔ)上，探索更加簡單的手段。