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衡器耐久性的准确理解与恰当评价


  来源: 计量科学与技术 时间:2021-11-30 编辑:仪器仪表WXF
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GB/T23111-2008(idtOIMLR76:2006)[18]规定了具体的耐久性试验方法(A.6):在正常使用条件下,以能使衡器在加载和卸载时达到平衡的频率与速度,对衡器反复加-卸约等于50%Max的载荷10万次,试验中衡器受到的作用力不得超过正常操作下达到的力。在此加卸载循环前后各进行一轮称量试验,用前一轮试验确定初始固有误差,后一轮试验确定因磨损引起的耐久性误差。


但是,用这种试验方法来测评衡器的耐久性是不妥的。首先,把测试对象的最大秤量限制在100kg以下,是囿于置办能方便地反复加卸载的大质量载荷不易,但会使大量100kg以上秤量的衡器得不到应有的测试。其次,把衡器的耐久性仅认作机械磨损,且试验只是对承载器反复加卸载,实际考察的主要是称重传感器弹性体的疲劳和蠕变、输出信号的滞后和稳定性、重复性等,也是不恰当的。


3.2关于皮带秤的试验方法

由于关于自动衡器的国际建议对于耐久性的要求还只是停留在一般性原则层面上,并没有制订出定量、具体的方法。因此在讨论制订自动衡器的耐久性试验方法时,曾有一种意见,就是借用上述OIMLR76的方法。这原本就不妥,更忽视了自动衡器的构造与工作状态跟非自动衡器有很大不同,当然很不可取。


我国的皮带秤国家标准GB/T7721-2017[19]在采用OIMLR50:2014时有所修改和增补,规定了国际建议所没有的皮带秤耐久性试验具体方法,体现了我国皮带秤业界技术上的领先和开拓创新精神,十分可喜。其9.1.7.2条对型式检验时的耐久性试验作了如下规定:“试验应在试验室或现场利用物料实际运行的工况来进行试验。当皮带秤首次安装完成后,经过72h周期后,期间皮带输送机可正常运行,除只能运行正常的置零功能外,不得进行其他任何可能影响计量性能的操作,皮带秤零点(累计值)试验的最大允许误差应不超过5.8.2的要求,物料试验的最大允许误差应不超过5.2.1中使用中检验的要求。”


GB/T7721-2017把耐久性测试的项目规定为在完整安装的皮带秤上进行零点累计值试验和物料自动称量试验,以测得的误差来评判耐久性,恰当地征。但是只是以“实际运行的工况来进行试验”,而且仅“经过72h周期”这样一个远短于用户所希望可维持准确称量能力而不必重新检定/校准的某个使用时期或者一般检定周期的时间间隔,也显然是有悖于耐久性原义的。


我们认为,如果型式评价中的耐久性测评安排在额定工作条件下进行,那就应当安排足够长的试验时间,并持续进行实时或经常性的监测,直到耐久性误差超标为止,发生超标的时刻与试验起始时的间隔期即为体现耐久性的适用寿命。


倘使试验场所不能安排如此长久的试验时间,那就应当加大试验的严酷度来缩短试验所需的时间。这是可靠性试验惯常的办法,而耐久性正是属于可靠性的基本要素之一,因此完全可以用这种办法来试验。


4关于衡器的使用中核查

期间核查,即对相邻两次检定或校准之内的间隔时期内在用计量器具进行的检查和验证,也惯称为“使用中核查”。


OIML将使用中核查列为计量控制的手段之一,要求由法定计量机构按法制计量的要求来实施,通常除了最大允许误差的指标外,其他要求与后续检定类似。我国的皮带秤检定规程JJG195-2002[20]中称之为“使用中检验”。然而,法定计量机构是难以担负起对每一台衡器及时核查职责的,其可能承担的只是少量的监督抽检工作。


美国NISTHB-44[21]规定了用户自行承担使用中核查的要求。JJG195-2002在采纳OIMLR50的同时还仿照NISTHB-44制订了附录D,对用户规定须自行承担“使用中的示值核查”的强制性要求。虽然用户进行的使用中核查不属于法制计量范畴中的计量控制内容,但对于使用中衡器是重要的品质保证手段。通过对在用衡器耐久性的日常跟踪监测,对于判断原先所定的检定周期是否需要调整,起着不可或缺和替代的作用。GB/T7721-2017同样也借鉴NISTHB-44,规定了相应的使用中核查方法。


5不同计量控制手段下衡器耐久性的比较

由于不同类型的计量控制手段实施的时机、场合与目的不尽相同,相应的耐久性试验方式也不应完全一致,体现在产品标准、型式评价大纲、检定规程之中时,也应各有侧重,相互补充,而不能偏废。

表1列出了它们各自的特点与区别。

不同计量控制手段下衡器耐久性的比较


6结论

耐久性是衡器的一项重要性能,它反映的是衡器整机预期总体基本性能得以保持前提下的适用寿命,也就是经合理调整、规定恰当的检定周期。它与反映个别性能变化的稳定性不同,稳定性检测不能替代耐久性检测。耐久性对于衡器是一项必不可少的评估项目,考察对象应当是具备完整使用功能、可正常运行的整机(而不是其组成模块或零部件)。衡器的耐久性测评应当在型式评价、首次检定、后续检定、使用中核查等各个阶段都要开展。(作者:盛伯湛)

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