對置零準確度與零點誤差的理解

                                —————山東金鐘科技集團股份有限公司 沈立人

[ 摘 要 ] 在 R76-1《非自動衡器》建議中，有許多關于零點和置零的概念，雖然使用了多年， 但是還有一些業內人員存在模糊認識。本文結合個人的理解和多年實際經驗，談一談對這些名詞術 語的認識、操作方法，與各位同仁交流。 [ 關鍵詞 ] 置零準確度 零點誤差 R76《非自動衡器》 一、概述 R76-1《非自動衡器》建議中，將零點和置零作為一個非常重要的問題，不但對其提出了計 量要求，還規定了技術要求，因為任何一臺衡器零點的穩定是其計量性能的基本保證。下面這些名 詞術語都是與零點緊密相關的，我們依次進行說明、分析。 1. 示值誤差：衡器的示值與對應質量 ( 約定 ) 真值的差值。 2. 大允許誤差：對于處在參考位置且空載已置零的衡器，其示值與對應的由參考標準質量或標 準砝碼確定的真值間的建議允許的大正、負差值。 3. 置零裝置：當承載器上無載荷時，將示值設置到零的裝置。對于電子衡器來講，包括：半自動 置零裝置、自動置零裝置、初始置零裝置、零點跟蹤裝置。 4. 置零準確度：衡器置零后，零點誤差對稱量結果的影響在 ±0.25e 范圍內。 5. 零點誤差：是指卸載后，衡器零點的示值誤差，檢定時的大允許誤差在 ±0.5e 范圍內。 6. 零點跟蹤裝置：自動將零點示值保持在一定范圍內的裝置。零點跟蹤裝置是一種自動置零裝置。 零點跟蹤裝置可以有四種狀態：沒有、不運行、運行、出工作范圍。 零點跟蹤裝置在以下情況時才允許運行： ——示值為零，或相當于毛重為零時負的凈重值； ——并且平衡處于穩定； ——修正量不大于 0.5e/s。 二、試驗方法 1. 零點跟蹤裝置 由于目前我國絕大多數電子衡器產品都存在零點跟蹤裝置，所以需要測試零點的誤差時，必須保 證零點跟蹤不能處于運行狀態。那么，零點跟蹤裝置“不運行”方法，就是在零點附近加放一 定重量的載荷，使之零點跟蹤出其工作范圍。 2 ⑴確定零點跟蹤裝置的修正速率 由于在相關標準和檢定規程中沒有確定零點跟蹤修正速率的方法，發現有一些制造商就在這上面 投機取巧，有意識地加大修正速率，使稱重儀表的回零速度變快，以示該產品質量優良。為此作者 在實際工作中總結出來的一種方法，可以快速在現場檢查出衡器的零點跟蹤速率。 ①接通電源，至少穩定 30min，在承載器上加放 10e 的載荷，使衡器“零點跟蹤”出工作范圍。 每隔 2s 左右時間間隔，輕緩加放 0.3e 的載荷，觀察示值。 ②連續加放 3 個 0.3e 的載荷后，衡器示值明顯增加了一個分度值，說明該裝置沒有或不運行。 ③如果加放 3 個 0.3e 的載荷后衡器沒有明顯改變示值，說明該裝置仍在運行，而且跟蹤修正量 在 0.5e/s 之內。 ④然后，輕緩將 3 個 0.3e 的載荷取下，衡器示值應該明顯減少一個分度值。 為什么是使用 3 個 0.3e 的載荷？ 0.3e 載荷小于 0.5e/s 的修正速率；而 3 個 0.3e 載荷又大于 0.5e/s，小于 1e/s 的修正速率（因為要 求修正速率是以不大于 0.5e/s 的間隔遞增的）。 ⑵具體加放多少載荷出零點跟蹤范圍 R76 在有關試驗時，要求加放 10e 的載荷以出零點跟蹤的范圍。為什么不是 5e 的載荷，為什 么不是 2e 的載荷？ 加放 10e 的載荷以出零點跟蹤的范圍是建立在修正量不大于 0.5e/s 的基礎上的，這可能與操作 的時間長短有關。如果修正量為 0.5e/s，要達到 10e 的跟蹤范圍則需要 20s 的時間，要達到 5e 的跟蹤 范圍則需要 10s 的時間，要達到 2e 的跟蹤范圍則需要 5s 的時間。 雖然在建議和我國相關規程中都是明確規定，零點跟蹤裝置的修正速率必須是“不大于 0.5e/ s”，但是許多稱重儀表的制造企業，在儀表出廠時并沒有將零點跟蹤裝置的修正速率設置在這一點上。 甚至有的稱重儀表制造企業，設置在大修正速率上（目前看到的大修正速率為 6e/s）。 2. 置零準確度檢定 如果稱重儀表沒有零點跟蹤功能，或者有一個專門的開關可以關閉零點跟蹤裝置，在檢測“置零 準確度”和“零點誤差”時，是沒有必要加放附加載荷（10e）的。問題是目前我國大部分稱重儀表， 都沒有配置這個可以關閉零點跟蹤裝置的開關，而且又都具有零點跟蹤功能，所以為了得到零點時 的誤差，不得已只好在衡器空載狀態時，加放一個附加載荷（10e）使之出零點跟蹤工作范圍，這 樣就得到的是一個“零點附近”的置零準確度。依次加放 0.1e 的附加砝碼，直至示值明顯增加一個 分度值（I+e），附加砝碼的累計為 ΔL，這樣這個零點誤差就是： 。 如果附加砝碼累計為 0.4e，那么： 。 0 E eee e = − = <± 0.5 0.4 0.1 0.25 0 E e eL e eL e = + −? − = −? ≤± 10 0.5 10 0.5 0.25 3 3. 確定置零準確度的意義 置零準確度確定的目的，就是為了保證在檢定過程中完成“化整前修正誤差”的計算。在檢定一 臺衡器的準確度時，可以通過公式得到化整前誤差： ，為了更加準確知道衡 器具體秤量點的誤差，需要用零點的誤差對其進行修正，即是： 。 通過零點誤差對秤量點的誤差進行修正之后，有可能將略微出大允許誤差的示值修正為合格， 也可能將看似在合格范圍內的示值修正為不合格。但是，不論是修正為“合格”還是“不合格，都 是為了使檢測結果更加接近衡器真實的標準度”。 4. 零點誤差檢定 首先檢定應該是這樣確定衡器零點誤差的：在全部卸除衡器承載器上的載荷前，必須先向承載器 上加放 10e 的載荷，再卸下承載器上的載荷，依次加放 0.1e 附加砝碼，直至示值明顯增加一個分度 值（I+e），附加砝碼的累計為 ΔL，再按照閃變點方法確定零點誤差，就是： 。如果附加砝碼累計為 0.4e， 那么： 。 三、結束語 1. 由于目前稱重儀表基本上都有“零點跟蹤裝置”，而且沒有設置開關可以關閉這個功能， 所以在檢定零點的誤差時必須向承載器上加放 10e 的載荷，使其出零點跟蹤范圍。 2. 零點跟蹤裝置的修正速率，是影響一臺電子衡器返回零點速度的一個重要因素。零點跟蹤裝置 的跟蹤量不大于 0.5e/s 的修正速率是每臺電子衡器必須遵循的規定，隨意將修正速率設置大于規定 速率，必然會掩蓋一些稱量過程中不應該存在的問題。所以，建議在檢定之前應該首先檢查被檢電 子衡器的零點跟蹤裝置的修正速率，是否在規定的范圍內。 3.“置零準確度”與“零點誤差”這些概念，都是為了檢定時誤差計算的準確度而人為制定出來的， 在實際使用中是不可能（也無法）去計較一個示值誤差是否有 ±0.25e 的差異。 【參考文獻】 ［1］法制計量組織 R76-1《非自動衡器》建議［S］