大型地磅溫濕環(huán)境中稱量性能測量系統(tǒng)的研究
根據(jù)國際建議OIMLR76和相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)中的試驗要求,研制了一套3000kg以下地磅溫濕環(huán)境中 稱量性能測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以通過自由組合的方式完成標(biāo)準(zhǔn)砝碼組配備，然后進(jìn)行3000kg以下各種衡器溫濕 條件下的型式評價試驗，它通過外設(shè)精密控制器能夠?qū)崿F(xiàn)無沖擊、無擦靠、無擾動的自動加載和卸載功能,可以完 成對50kg以上被測衡器的示值誤差、重復(fù)性、除皮、靜態(tài)溫度和濕熱穩(wěn)態(tài)等各項型式評價試驗，解決了大型地磅難 于通過人工方式進(jìn)行型式評價試驗的問題。通過實驗驗證該系統(tǒng)運(yùn)行性能穩(wěn)定，避免了型式試驗過程中人為因素 的干擾，確保了操作人員的人身安全。
0.引言
大型非自動衡器及自動衡器在進(jìn)行型式評價 試驗時，由于其最大秤量較大，型式評價$員無法 依靠人工力量完成型式評價試驗，必須依靠輔助搬 運(yùn)工具進(jìn)行相應(yīng)的試驗。但是在進(jìn)行環(huán)境性能試 驗(靜態(tài)溫度試驗,濕熱、穩(wěn)態(tài)試驗等）時，環(huán)境性能 試驗箱內(nèi)通常沒有相應(yīng)的輔助搬運(yùn)工具，所以難以 完成環(huán)境性能試驗。為了解決衡器型式評價試驗 中存在的問題,根據(jù)國際建議OIML R76及相應(yīng)的 國家檢定規(guī)程中的試驗要求，研究開發(fā)了一套地磅自動化測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以完成最大稱量 3000kg以下地磅的重復(fù)性、示值誤差、除皮、靜態(tài)溫 度、溫度對空載示值影響、濕熱穩(wěn)態(tài)等試驗。
1.系統(tǒng)的工作原理
大型地磅溫濕環(huán)境中稱量性能測量系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)如圖1所示。該系統(tǒng)由自動加卸載裝置、伺服驅(qū) 動裝置、恒溫恒濕控制箱、總體控制柜、異型砝碼框 架、異型缺碼組、電動設(shè)備運(yùn)送車、攝像裝置等部件 組成。
自動加卸載裝置安裝于恒溫恒濕控制箱的中 部,為了方便運(yùn)送異型砝碼框架、異型砝碼組及被 測衡器，以自動加卸載裝置為中心在恒溫恒濕控制 箱地面鋪設(shè)兩條軌道,該軌道可以在恒溫恒濕控制 箱門口與電動設(shè)備運(yùn)送車上的軌道形成無縫連接。
根據(jù)國際建議OIML R76的試驗要求，型式評價試 驗中的示值誤差、除皮、靜態(tài)溫度、濕熱穩(wěn)態(tài)等試驗 都是由10級不同載荷通過先加載后卸載的試驗方 式來完成。由于每個被測試的地磅最大秤量、檢定 分度值等參數(shù)各不相同,針對不同地磅所選取的10 級試驗載荷也是不同的。因此，作為質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的異 型按碼組可以任意組合成所需要的10級試驗載荷 進(jìn)行相關(guān)的型式評價試驗。為了適應(yīng)不同最大秤 量衡器的試驗需要，異型砝碼組包含3000kg砝碼組 和300kg砝碼組兩組質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。3000kg砝碼組由 500kg x 5 x200kg x 3、100kg x 4、50kg x 5 和 25kg x 2 共19顆砝碼組成，300kg砝碼組由50kg x5、20kg x3、10kg x4、5kg x5 和 2. 5kg x 2 共 19 顆缺碼組成。
試驗前，首先將異型砝碼框架通過電動設(shè)備運(yùn)送車運(yùn)送至恒溫恒濕控制箱的中部，與自動加卸載 裝置固連成一體;然后根據(jù)被測衡器的參數(shù)從下到 上由小到大在電動設(shè)備運(yùn)送車上配備所需的10級 試驗載荷,通過運(yùn)送車將配置好的10級試驗載荷運(yùn) 送至恒溫恒濕控制箱的中部，通過伺服驅(qū)動裝置和 異型砝碼框架將10級試驗載荷提升至試驗前的高 度;最后將被測衡器也通過電動設(shè)備運(yùn)送車運(yùn)送至 恒溫恒濕控制箱的中部，準(zhǔn)備進(jìn)行型式評價試驗。 圖2、圖3和圖4分別為衡器自動化測量系統(tǒng)、 3000kg異型砝碼組和配置好的10級試驗載荷。試 驗過程中，每級砝碼下降5 ~ 10mm實現(xiàn)每一級試 驗載荷的加載，相反實現(xiàn)每一級試驗載荷的卸載。 加載和卸載后穩(wěn)定5 ~ 8s記錄實驗數(shù)據(jù),加載和卸 載過程累計時間約為12min。
整個試驗過程都是由控制柜中計算機(jī)自動控 制的,操作人員通過攝像裝置在恒溫恒濕控制箱外 部記錄實驗數(shù)據(jù),實驗數(shù)據(jù)通過計算機(jī)上的終端軟 件自動轉(zhuǎn)化成實驗表格。實驗過程通過計算機(jī)控 制實現(xiàn)了無沖擊、無擦靠、無擾動的自動加載和卸 載功能。計算機(jī)自動控制終端軟件界面如圖5和圖 6所示。
2.大型地磅溫濕環(huán)境中稱量性能測量系統(tǒng)的實驗與分析
根據(jù)國際建議OIML R76及相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的試 驗要求，在恒溫恒濕控制箱內(nèi)進(jìn)行了最大秤量 3000kg非自動衡器的靜態(tài)溫度、濕熱穩(wěn)態(tài)等試驗。 表1、表2和表3分別為40t、-10T和40*t/85%RH時稱量性能試驗數(shù)據(jù)（表中：↓表示加載，↑表 示卸載）。
表1、表2和表3是計算機(jī)自動控制終端軟件 自動生成的數(shù)據(jù)表格，從表1、表2和表3的數(shù)據(jù)可 以看出,地磅自動化測量系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，每級加載 和卸載過程沒有擦靠現(xiàn)象，可以根據(jù)國際建議的測 試技術(shù)要求完成各項試驗。
3.結(jié)論
隨著科技不斷的進(jìn)步，地磅工業(yè)不斷的發(fā)展，在符合國際建議和國家檢定規(guī)程的衡器型式評價 試驗需要前提下，需要不斷的更新測試設(shè)備及測試 手段，提升型式評價試驗的測試能力。大型地磅溫 濕環(huán)境中稱量性能測量系統(tǒng)通過計算機(jī)控制能夠 實現(xiàn)無沖擊、無擦靠的自動加載和卸載功能，可以 完成對3000kg以下被測地磅的示值誤差、重復(fù)性、 除皮、靜態(tài)溫度和濕熱穩(wěn)態(tài)等各項型式評價試驗, 解決了大型地磅難于通過人工方式進(jìn)行型式評價 試驗的問題。通過實驗結(jié)果分析，證明了地磅自動 化測量系統(tǒng)運(yùn)行性能穩(wěn)定，避免了型式試驗過程中人為因素的干擾，確保了操作人員的人身安全。
