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衡器检测中的误差的概要与修正初探
点击次数:651 发布时间:2018-02-24
 

在衡器检测中,测量的zui终结果与被测量值的真值之差即为检测误差,而真值的概念较为理想化,与给定的特定量的定义保持一致,并且具有较强的不确定性,必须通过实际测量来获取真值。本文先就衡器检测中误差的概要与修正问题从不同方面的因素进行探讨,再对衡器检测中的替代方法及其误差加以分析,同时对提出了衡器的精度等级和允差。

  误差按性质划分可分为系统误差和偶然误差。前者一般是指在重复检测条件下,对同一检测对象进行重复测量所得测量均值与被测量值的真值之差;后者则是由某种偶然因素形成的误差,同时偶然误差不限制大小、正负,其平均值趋近于零。总之,无论对于系统误差还是偶然误差,都受到设备、环境、方法、人员及测量对象等五种条件因素的影响。除了对衡器检测中误差的概要分析外,如何合理、有效地修正误差也是一项重要研究项目。

  一、 不同因素条件下衡器检测中的误差与修正

  1.1 设备因素

  在衡器检测中由于设备因素而产生的误差可以从多个方面来分析。

  [1]检测设备方面

  标准砝码作为各个型号衡器检测中的重要组成部分,很大程度上决定着衡器检测的准确性。但是标准砝码在向上一级传递计量标准时很容易产生系统误差和偶然误差,因此,为修正此类误差,首先要尽量提高天平测量的程度,同时在保证标准砝码在不超差的前提下,将检测误差降至zui低。

  [2]标准砝码的使用管理方面

  标准砝码在使用时难免会遇到碰撞、磨损的情况,从而使其在称量使带来一定的误差,因此,要修正此类误差,要做好标准砝码的测定、维护及保养等管理工作。

  1.2 环境因素

  环境因素有多种,其中包括自然环境因素,如气温、空气湿度及风力等;机械环境因素,如物体冲击、振动等;同时还包括电磁干扰等因素都会对衡器检测的精度造成一定影响。例如当电子衡器的线路受潮时,表盘显示的测量值就会不稳定,由此形成系统误差。因此,适宜的工作环境是衡器检测正常运行的重要前提。

  1.3 人为因素

  就一些传统的机械衡器而言,尽管在工作时较为稳定,但由于其主要以标尺作为示值显示装置,因此测量灵敏度相对来讲不高,从而会造成人为因素上的读数误差。如在衡器检测偏载过程中,为了尽量减小人为因素带来的误差,只注重控制各支承点测量值不超计量要求是无法有效消除测量误差的,还需要在测量时控制各支承点测量误差达到zui小且保持一致,这样就会有效减小衡器测量时产生的人为因素上的误差,从而提高衡器检测的度。

  1.4 方法因素

  对于衡器检测而言,其检测方法在很大程度上影响了检测的度。如在应用大型衡器检测时,必须要通过多次替代标准砝码进行,但是在替代过程中,由于代替次数过多难免会产生一定的偶然误差。因此,要减少此类检测误差,就要提高对检测结果的计算精度,并通过多次测量使所得结果趋近于于真值。

  1.5 测量对象因素

  衡器在被检测时,由于作为检测对象,经常会受到设备缺陷等自身因素影响产生的系统误差,如台秤在各点支、重、力矩不一致或不在同一水平面,以及长时间使用造成各零部件腐蚀、磨损进而使得秤砣、游砣质量不准确,都会对其计量的准确性带来一定的影响。为彻底消除这些因素所带来的影响,就应对其系统零部件及计量性能做细致的检测、维修、保养或更新。

  一些固定式地秤经常也会因为安装时基础不水平、不坚实或长期使用导致基础受力点裂损,同时对其没能进行及时修复,从而造成一定的系统误差。另外,测量标尺长时间使用,或出厂时标尺间距不统一也会带来一定的系统误差。

  二、 衡器检测中的替代方法及其误差分析

  在秤量较大的地秤的周期检定中,经常遇到所备的标准砝码数量不足的问题。解决这个问题的办法是所谓的替代方法,就是用质地较为密实而且稳定的适当重物,比如铁轨、金属块等物,代替砝码进行秤的示值准确值检定。在衡器的正式检定中,应该使用足够的标准砝码;只有在条件确实困难,而且在该衡器准确度要求不十分严格的情况下,才可以考虑使用替代法。

  在作*次替代时,秤的承重台板上分别放置质量为m的标准砝码和质量为m1的重物。秤的平衡位置相同,我们认为m和m1相等。实际上,因为秤有变动性误差,它们是不严格相等的。实验证明,秤的变动性误差占示值准确度允差的1/3左右。

  一次替代法的物理意义是,在空秤变动性检定和1/10zui大秤量检定之后,秤的变动性和在小秤量下杠杆比的准确度已确认合格。zui大秤量的准确度主要取决于杠杆变形引起的准确度示值误差。如果在替代秤量上的示值误差不大,则说明杠杆在承受荷载后变形较小,因此,秤的准确度是可以保证的。

  三、衡器的精度等级和允差

  随着衡器测量领域的快速发展,由其是在数字信息化衡器领域,传统计量所规定的精度等级和允差已经无法满足新兴领域的生产使用要求。而相关计量规定对衡器的精度等级和允差的要求,不仅仅取决于衡器自身的检测性能,同时还与计量传统习惯息息相关。

  2.1 衡器的精度等级

  一般固定式地秤只具备一个精度等级,台秤和案秤则较之多出一个低精度等级,但对于低精度等级的利用率较低。因此,通常在使用上述衡器称量不同的物体时,所使用的基本都是同一精度等级的衡器,但随着产品样式的增多,对衡器的精度等级要求也越来越多。对于新型衡器产品,在初期设计生产阶段,就要根据衡器用户的要求,适当调整衡器的精度等级,以满足用户的使用需求。

  2.2 不同衡器允差规定单一

  随着数字显示秤等信息化电子秤的出现,不同衡器允差规定单一化的情况越来越严重。使用同一衡器的允差用来满足不同方法的衡器检测,给衡器的生产、检测和使用带来了很多不便。

  2.3 允差和分度值的关系

  由于有些衡器的允差和分度值之间的关系不大,使得衡器分度值的作用意义也不是很明确。而有些衡器生产商故意将衡器的分度值调大,使其失去原来的作用意义。尽管这种做法不违反相关衡器生产规程,但是违背了衡器检测的科学理念,降低了用户对衡器的使用便利程度,不利于衡器检测的科学快速发展。因此,为了顺应衡器检测领域的发展方向,为衡器用户提供更便利的检测方法,需要相关部门对衡器检测的规程进行一些必要、合理的修改。

  四、 结束语

  在衡器检测中,对于所用与衡器检测相关的设计者、生产者、使用者和管理者来讲,正确认识衡器检测误差产生的原因是非常关键的。在对误差来源的实际分析过程中,一定要从衡器检测发展的角度去分析、总结,以便及时对误差来源进行修正,从而尽可能减小衡器检测误差给检测结果带来的影响,极力避免因检测方法不正确或检测精度等级不够而造成不必要的损失。

  参考文献

  [1]杨华,张胜雪.浅论衡器检定方法及误差分析[J]计量与测试技术2012(10).

  [2]谭用康.测量误差在一般衡器检校中的应用[J]计量技术.1985(6).

  [3]景树辉.浅析衡器检测中误差的概要及修正[J]活力.2012(12).

  [4]周立华.浅析影响动态公路车辆自动衡器检测误差的因素[J]计量与测试技术.2010(11).

  作者:刘晓宇 来源:中国科技博览 2015年28期

 
 

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