自從 OIML R50 國際建議將皮帶秤的zui高準確度等級由 0.25% 改為 0.5% 之后，皮帶秤的計量準確度，在所有 OIML 有關衡器國際建議中，是唯一一個稱重誤差達不到“貿易”秤要求的衡器。所以一直希望能使皮帶秤的zui高準確度等級達到 0.2%，即我們常說的“0.1 級皮帶秤”，以滿足大家公認的“貿易”秤的要求。為此在過去的一些年，不少皮帶秤廠家都為此做出了努力。國內的廠家也同樣投入了人力、資金。并取得了顯著的進步和成果，國產皮帶秤準確度達 0.2 級就是zui好的證明，證明中國的皮帶秤已達到國際同樣產品的先進水平。由此，想到一個問題。中國在研制和制造 0.2 級皮帶秤的過程中，沒有強調所用稱重傳感器的計量準確度的要求，特別是對相對 Y 值的要求。而現在修改版的 OIML R50 -4CD（2011 版）中新增加的關于稱重傳感規定的內容，似乎將稱重傳感器相對 Y 值（Y=Emax/Ymin），做為是否能達到皮帶秤某個準確度級別的必要條件，只有滿足下列條件的稱重傳感器：

 

　　S = 15000（對于 0.2 級秤）

 

　　S = 6000 （對于 0.5 級秤）

 

　　S = 3000 （對于 1.0 級秤）

 

　　S = 1500 （對于 2.0 級秤）

 

　　才可能滿足各準確度級皮帶秤的計量要求。

 

　　我認為這樣的規定有如下可能性，國外在研制皮帶秤的路線、思路和方法上與中國考慮不同，認為只有滿足上述條件，才能制造出滿足所需準確度的皮帶秤，而對我們研制 0.2 級皮帶秤的技術并不了解和掌握，從他們研制得到的知識對稱重傳感器做了限制規定。但也有一種可能，中國的 0.2 級皮帶秤并不一定需要對稱重傳感器的計量或技術有嚴格的要求，就可以制造出 0.2 級皮帶秤，若按這樣的國際建議現行規定，對中國皮帶秤就有了不應有的限制，無形中提高了它們高準確度皮帶秤在市場上的競爭力，對中國 0.2 級皮帶秤的發展造成影響。據我所知在中國，國產的稱重傳感器的生產廠家，很少給出相對 Y 值和相對 Z 值的計量參數。這對我們欲使用國產稱重傳感器來制造皮帶秤，帶來困難。所以是否需滿足 OIML R50 – 4CD（2011 版）或 OIML R50 – 5CD（2012 版）的規定做為皮帶秤準確度級的必要條件是值得認真考慮。說得嚴重一點，這也可能是商場競爭的一種策略和手段，令人深思。

 

　　下面談談我對皮帶秤國際建議中新增稱重傳感器規定在兩個版本中有差異的表示的認識。

 

　　無論是 OIML R50 – 4CD（2011 版），還是 OIML R50 – 5CD（2012 版）對稱重傳感器要求的表示式

 

　　Max ≥ S×vmin×R/√n

 

　　和 vmin ≤ Max/（S×R/√n）

 

　　不是用來通過它對一臺具體皮帶秤計算該皮帶秤稱重傳感器的所謂“Vmin”值。而是規定對各精度級皮帶秤，所使用傳感器計量參數的要求。我們先假定載荷承載器的縮比 R= 1。稱重傳感器的數量 N = 1。上述對傳感器規定的表示或就更直觀些，變為以下形式：

 

　　Max ≥ S×vmin 和 vmin ≤ Max/S

 

　　上式說明一臺zui大秤量為 Max 的皮帶秤所用稱重傳感器的 S 值，必須滿足上述的值。皮帶秤才能達到相對應的準確度。例如，對 0.2 級秤，S 應等于和大于 15000。由于 Emax ＞ Max，所以對 0.2 級秤，所用傳感器的相對 Y 值（Emax/vmin）,Y 也應大于 15000。否則就不可能使皮帶秤達到 0.2 級。

 

　　稱重傳感器的相對 Y（Emax/vmin）值和相對 Z（Emax/2DR）值這兩個參數，是在多范圍秤和多分度秤得到廣泛運用之后，感到只強調所用 C3 級稱重傳感器的現有參數，已不能滿足設計要求。vmin是稱重傳感器當溫度改變 5℃時的零點漂移值，是稱重傳感器稱量范圍內可以分成的zui小檢定分度值。

 

　　DR 是對稱重傳感器施加載荷前、后測得的zui小靜載荷輸出之差。應注意 Y 和 Z 值與稱重傳感器的檢定分度值 NLC=Emax/v 和傳感器的階梯誤差范圍無關。

 

　　一般認為，雙分度秤：高 Y 值和高 Z 值，三分度秤：高 Y 值和特高 Z 值。國外很多廠家已將 Y值和 Z 值寫入產品的樣本中。根據德國 PTB 提供的數據，對于 nLC ≥ 3000 的稱重傳感器，用于多分度秤時，Z ≥ 6000 到 15000。通常 Y 值為 15000 至 24000，Z 值為 3000 至 7500，甚至更高。

 

　　OIML R50–4CD（2011 版）和 OIML R50–5CD（2012 版）對皮帶秤新增稱重傳感器規定的兩個表示式，原則上講，沒有本質上的不同，只是表示側重點不同。在 OIML R76 中，要求稱重傳感器的zui小檢定分度值與傳感器檢定分度值應滿足：

 

　　vmin ≤ e×R/√n

 

　　這與 2012 版的表示 vmin ≤ Max/（S×R/ ）相似。是從傳感器的角度來考慮，而 2011 版的表示式。

 

　　Max ≥ S×vmin×R/√n

 

　　是側重根據秤的zui大秤量設計皮帶秤時，稱重傳感器是否能滿足要求的規定。通常我們根據附錄F 中的關系式，選擇稱重傳感器的zui大秤量 Emax，

 

　　Emax ≥ Q×Max×R/N

 

　　Q =（Max+DL+ IZSR + NUD + T）/Max

 

　　或者 Emax ≥（Max +DL+ 1ZSR + NUD + T）×R/N

 

　　其中：N= 稱重傳感器數，DL= 靜載荷值，IZSR= 初始零點的設計范圍（應該考慮皮重），

 

　　NUD= 非均勻載荷分布，T= 附加皮重。根據此式就可確定傳感器的zui大秤量，分度數。zui終根據所需的精度級和相應的 S 值，判斷所選的傳感器是否滿足規定的要求。

 

　　雖然兩種表示式沒有原則上的差異，我認為根據皮帶秤的zui大秤量來確定所須稱重傳感器選擇方法，與通常設計其它秤的方法相似。OIML R50–4CD（2011 版）的表示式，更便于設計皮帶秤。所以我比較贊同陳日興專家的意見。

 

　　如何確定皮帶秤的zui低分度數，由于當時皮帶秤的zui高級為 0.5 級。下面我根據文中的算法，增加了 0.2 級皮帶秤的內容，供參考。

 

　　根據 OIML R50 國際建議，皮帶秤在影響因子的模擬實驗時，皮帶秤的zui大允許誤差為：

 

　　0.2 級 ±0.07%

 

　　0.5 級 ±0.18%

 

　　1.0 級 ±0.35%

 

　　2.0 級 ±0.70%

 

　　并規定稱重傳感器在總誤差中分配因子 PLC=0.7，所以皮帶秤用稱重傳感器的zui大允許誤差為：

 

　　0.2 級 ±0.049%

 

　　0.5 級 ±0.125%

 

　　1.0 級 ±0.245%

 

　　2.0 級 ±0.490%

 

　　根據 OIML R60 國際建議，對 C 級稱重傳感器（PLC=0.7）zui大允許誤差為：

 

　　0 ≤ m ≤ 500v PLC×0.5v =±0.35v

 

　　500v ＜ m ≤ 2000v PLC×1.0v =±0.70v

 

　　2000v ＜ m ≤ 10000v PLC×1.0v =±0.70v

 

　　當稱重傳感器處于低誤差段（＜ 500v），稱重傳感器對皮帶秤工作在此區域時的極限相對誤差

 

　　（Limiting Relative Error）的檢定分度數（n）為

 

　　0.1 級 n = 0.35×100/0.049 =714 分度

 

　　0.5 級 n = 0.35×100/0.126 =277 分度

 

　　1.0 級 n = 0.35×100/0.245 =143 分度

 

　　2.0 級 n = 0.35×100/0.47 = 71 分度

 

　　此時稱重傳感器的使用范圍為皮帶秤的 20%Qmax（20%Max）的工作狀態，所以對于zui大流量

 

　　Qmax 時

 

　　0.1 級 3570（5×714 分度）

 

　　0.5 級 1385（5×277 分度）

 

　　1.0 級 715（5×143 分度）

 

　　2.0 級 335（5×71 分度）

 

　　將上述分度數按 500 分度取整zui后可得：

 

　　0.1 級 3500 分度或 4000 分度

 

　　0.5 級 1500 分度

 

　　1.0 級 1000 分度

 

　　2.0 級 500 分度

 

　　其實 C3 級的稱重傳感器準確度就能滿足，因為這個準確度是按 v = 0.35 計算。

 

　　在上述引用的文章中，有一節介紹了如何估算稱重傳感器分度值 vmin與有效zui大秤量 Max 的關系。

 

　　根據要求對 C 級稱重傳感器當溫度改變 5℃時，zui小分度值以 0.7vmin 計。按 OIML R50 對零流量的溫度影響，零流量在溫度改變 10℃時，兩個累計示值之差應不大于累計期間zui大流量累計值的

 

　　對 0.2 級皮帶秤為 0.014%

 

　　對 0.5 級皮帶秤為 0.035%

 

　　對 1.0 級皮帶秤為 0.07%

 

　　對 2.0 級皮帶秤為 0.14%

 

　　此時考慮到溫度的改變為 10℃，zui小檢定分度值的誤差限以 1.4vmin 計，就此計算 vmin 與 Max 關

 

　　系式：

 

　　對 0.2 級皮帶秤：

 

　　1.4vmin×R/ ≤ 0.014×Max/100

 

　　Max ≥ 10000vmin×R/√n

 

　　對 0.5 級皮帶秤：

 

　　1.4vmin×R/ ≤ 0.035×Max/100

 

　　Max ≥ 4000vmin×R/√n

 

　　對 1.0 級皮帶秤：

 

　　1.4vmin×R/ ≤ 0.07×Max/100

 

　　Max ≥ 2000vmin×R/√n

 

　　對 2.0 級皮帶秤：

 

　　Max ≥ 1000vmin×R/√n

 

　　由上述計算結果可以看出在 OIML R50 皮帶秤國際建議新增稱重傳感器規定中給出各準確度級 S值，為現計算值的 1.5 倍。

 

　　S= 1.5×10000 = 15000（對于 0.2 級秤）

 

　　S= 1.5× 4000 = 6000（對于 0.5 級秤）

 

　　S= 1.5× 2000 = 3000（對于 1.0 級秤）

 

　　S= 1.5× 1000 = 1500（對于 2.0 級秤）

 

　　但根據什么理由要選定 S 值大 1.5 倍，我就不得而知。EMmax 為傳感器的zui大秤量。

 

　　Emax ≥ Max

 

　　即 Emax ≥ 1.5×Max

 

　　如果由此來限定稱重傳感器與準確度級之間的必要性，我認為是值得商榷，所以我認為若限定必須滿足現行對 Max 的 S 值和稱重傳感器 Y 值的規定，才能是決定皮帶秤準確度級的必要條件，是不合理的。所以這個規定只能是一個推薦性的參考規定。不能成為決定皮帶秤準確度的必要條件，更不是充分條件。

 

　　從上述的計算可以看出，對于一個設計或制造過皮帶秤的專業工程師，都可能根據自己的經驗和實際條件，按照皮帶秤的準確度選擇能滿足要求的稱重傳感器。其實我就可以根據另外一些條件，用上述不同計算方法來選擇稱重傳感器。之所以我摘錄了國外文章的內容，一方面是讓人們了解國外是根據何種計算來選擇稱重傳感器的，另一方面大家比較信任國外的東西，能更容易接受這些結果，我提出與國外不同的結果，人們會不太容易接受，所以未提出我的觀點，只是認為 OIMLR50 提出的對稱重傳感器規定，若用來規定皮帶秤的準確度值，是不合理的，會影響皮帶秤的發展。

 

　　文章來源：中國衡器網

 

　　作者：周祖濂