【摘要】電子汽車衡廣泛用于港口、機(jī)場、倉儲以及工廠企業(yè)的大宗貨物計量，其稱量結(jié)果是否準(zhǔn)確直接影響到貿(mào)易結(jié)算的公正、公平。而電子汽車衡偏誤差載會對其稱量結(jié)果產(chǎn)生的影響， 分析偏載誤差產(chǎn)生的原因，大限度減小偏載誤差，提高汽車衡稱量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
引言
電子汽車衡（以下簡稱汽車衡）主要由承載器、稱重傳感器、以及稱重儀表等部分組成，還可選配打印機(jī)、大屏幕、無人值守系統(tǒng)等；具有稱量迅速準(zhǔn)確、顯示直觀、穩(wěn)定可靠、安裝調(diào)試和維護(hù)簡單等特點(diǎn)，并且具有豐富的接口功能，稱重數(shù)據(jù)可存儲、顯示、計算、打印、遠(yuǎn)距離傳輸、集中管理。由于很多企業(yè)汽車衡稱量的貨物價值很高，對稱量的準(zhǔn)確性要求越來越嚴(yán)格，更多的是要求在確定汽車衡檢定合格的同時盡可能的減小稱量結(jié)果誤差。由于量程越來越大，由剛出現(xiàn)時的大秤量 30t 已經(jīng)增加100t、120t 的大秤量的汽車衡，甚至 200t 的超大秤量汽車衡，隨之而來的是汽車衡的承載器尺寸由一般 3 米 ×8 米擴(kuò)大到 3.4 米 ×20 米、4 米 ×25 米，傳感器的數(shù)量由 4 個增加到10 個。工作中曾出現(xiàn)過偏載測試合格稱量測試卻不合格，以及偏載測試、稱量測試合格，但重車在不同位置稱量結(jié)果差距較大的情況。通過在不同條件下的進(jìn)行各種驗證實驗，分析問題和查找原因， 得出的結(jié)論是在各元器件和安裝情況均正常的情況下，偏載測誤差是影響汽車衡稱量性能的重要因素，偏載誤差進(jìn)一步減小，稱量結(jié)果表現(xiàn)出來的相對準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性有的提高，進(jìn)而如何減小偏載誤差成為提高汽車衡稱量結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵影響因素。
一、確定汽車衡偏載誤差產(chǎn)生的原因：
衡器偏載試驗的目的是要求載荷放置于承載器不同位置時，能夠提供相對一致量值的能力。偏載允差是指同一載荷放置在衡器承載器上的不同位置時，所指示的示值不超過規(guī)定的該載荷下的大允許誤差。對于汽車衡來說，傳感器、承載器的制造偏差，基礎(chǔ)施工尺寸偏差和安裝位置的尺寸偏差等多方面因素都會對偏載產(chǎn)生不利影響，同時偏載誤差還與下面幾個因素有密切的關(guān)系。
1. 偏載測試加載砝碼數(shù)量少以及加載區(qū)域相互影響
汽車衡檢定執(zhí)行的新版計量檢定規(guī)程 JJG539-2016《數(shù)字指示秤》等同采用 OIML R-76《非自動衡器》中規(guī)定的偏載的計量要求和試驗方法，偏載載荷和區(qū)域，
a）在承載器的支承點(diǎn)數(shù) N ＞ 4 的秤上，對每個支撐點(diǎn)施加的砝碼應(yīng)相當(dāng)于大秤量的 1/（N-1）。將砝碼依次施加在每一個支撐點(diǎn)的上方，面積應(yīng)在承載器 1/N 的區(qū)域內(nèi)。如果兩個支撐點(diǎn)靠的太近，按上述方法施加測試?yán)щy，可將兩倍載荷施加到兩個支撐點(diǎn)連線兩側(cè)的兩倍區(qū)域內(nèi)。
b) 在承載器的支承點(diǎn)數(shù)≤ 4 的秤上，施加的砝碼相當(dāng)于大秤量的 1/3。
c） 對于承載器的（容量、料斗秤）的秤，每個支承點(diǎn)上施加的砝碼應(yīng)相當(dāng)于大秤量的1/10。將砝碼加放在每個支承點(diǎn)上或根據(jù)被檢秤的實際位置而定。
d） 對于稱量滾動載荷的秤，應(yīng)在承載器的不同位置上施加相應(yīng)的滾動載荷，其試驗載荷約等于通常重且集中的滾動載荷，但應(yīng)不大于大秤量與大皮重值之和的 0.8 倍。
前三種方法都是比較常見的偏載檢定方法，關(guān)于 d）種方法專家學(xué)者認(rèn)為可以用于汽車衡的檢定， 但規(guī)程中原始記錄等都沒有明確提及，所以目前對于汽車衡檢定偏載測試仍然采用直接加載砝碼的方式。砝碼型號規(guī)格多為 500kg 和 1000kg 兩種，砝碼量值相對比較準(zhǔn)確，因而使用砝碼還是比較實際和準(zhǔn)確的檢定方法。但是由于檢定機(jī)構(gòu)自身條件和運(yùn)輸成本等因素的限制，很難將滿足大秤量、超大秤量汽車衡的全部砝碼運(yùn)輸?shù)綑z測現(xiàn)場的；一方面由于砝碼體積尺寸和承載器尺寸的的限制， 要在規(guī)定的區(qū)域放置測試偏載誤差的砝碼難實現(xiàn)；另一方面如果將兩倍偏載測試所需的砝碼加到兩個支撐點(diǎn)連線兩側(cè)的兩倍區(qū)域內(nèi)，又會對偏載的誤差調(diào)試產(chǎn)生不利的影響，同時偏載測試砝碼數(shù)量越多，加載、卸載時間越長，同樣會對稱量結(jié)果產(chǎn)生不利的影響；
2. 偏載誤差顯示結(jié)果及調(diào)整數(shù)值不夠準(zhǔn)確
目前根據(jù)汽車衡傳感器和儀表的型式分為模擬式和數(shù)字式兩類，兩類汽車衡偏載誤差的調(diào)試方式有區(qū)別，直接導(dǎo)致對稱量結(jié)果影響的程度也不同。
模擬式汽車衡的傳感器和顯示儀表是模擬式的，由接線盒相連，偏載調(diào)試時需要手工旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)接線盒中對應(yīng)的電位器，調(diào)節(jié)每個傳感器到指示儀表的信號輸出來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的調(diào)整。這種偏載調(diào)整方式相對困難，調(diào)整準(zhǔn)確性不高；例如一臺包含 8 個傳感器的模擬式汽車衡，某一個或幾個傳感器的示值與標(biāo)準(zhǔn)值不一致，就需要分別調(diào)節(jié)接線盒中與每個傳感器相對應(yīng)電位器，由于信號的反饋需要一定的時間，可能會造成示值的變化遲滯，并且單獨(dú)調(diào)整一個傳感器的示值時也會對附近的幾個傳感器的示值產(chǎn)生影響，就會出現(xiàn)調(diào)節(jié)后面一個位置的傳感器示值時剛剛調(diào)整好的前面一個位置的傳感器示值也發(fā)生了變化，通常要反復(fù)數(shù)次調(diào)節(jié)接線盒中的幾個電位器才能使各個傳感器示值相對一致，這種方法費(fèi)時費(fèi)力。這只是汽車衡相對正常的情況下，由于線路連接、線路長度、使用時間等諸多問題，可能都會導(dǎo)致信號出現(xiàn)問題，使數(shù)值出現(xiàn)偏差；另外隨著模擬式汽車衡隨著使用時間的延長，元器件的老化、接線盒或傳感器發(fā)生故障等，也會出現(xiàn)偏載調(diào)節(jié)不靈敏的情況。比如調(diào)整過程中數(shù)據(jù)一致不變化，或是需要調(diào)整的某個傳感器示值一直沒有明顯變化，而鄰近的傳感器示值卻發(fā)生較大的波動，或是單向增加或減小某一個偏載示值，其他一個或數(shù)個按照同一方向變動，無法調(diào)整至標(biāo)準(zhǔn)值，這些都導(dǎo)致模擬式汽車衡的偏載測試示值只是一個比較模糊的相對值。
數(shù)字式汽車衡的稱重傳感器和稱重儀表是數(shù)字式的，同樣由接線盒相連，不過與模擬式不同的，偏載調(diào)試不是在接線盒處，而是進(jìn)入顯示儀表相應(yīng)的程序中實現(xiàn)調(diào)整。根據(jù)生產(chǎn)廠家的不同， 調(diào)試方法大致分為兩種；一種是通過調(diào)節(jié)傳感器的系數(shù)，例如一臺汽車衡有 8 個傳感器，每個傳感器對應(yīng) 一個“1” 大小左右的系數(shù)，通過程序改變系數(shù)的大小來改變偏載測試時每個傳感器的的輸出值；一種是通過“賦值”的形式對偏載示值調(diào)節(jié)，比如一臺 8 個傳感器大量程 80t 的模擬式汽車衡，分度值為 20kg，將 11t 砝碼放置在 8 個偏載點(diǎn)，如果偏載點(diǎn)顯示值不準(zhǔn)確，我們可以通過程序將11000kg 直接輸入到儀表中，將對應(yīng)點(diǎn)賦值成為 11000kg。一個偏載點(diǎn)的示值與標(biāo)準(zhǔn)值有誤差都可以通過這種方式將載荷重量輸入到儀表當(dāng)中，賦予每個偏載點(diǎn)相對準(zhǔn)確的重量值。
數(shù)字式相對模擬式汽車衡的好處是在儀表里就可以調(diào)節(jié)，無需打開接線盒，受外界影響較小， 調(diào)試方便快捷，并且調(diào)節(jié)時對相鄰傳感器的示值影響小，調(diào)整方式相對較為準(zhǔn)確，可以在很大程度上減少偏載的誤差。但數(shù)字式汽車衡種偏載調(diào)整方式和模擬式有些類似，是通過調(diào)整儀表中傳感器系數(shù)來實現(xiàn)顯示值的調(diào)節(jié)，調(diào)整系數(shù)的幅度很多要依靠廠家提供的建議和現(xiàn)場的實際調(diào)整情況相結(jié)合，缺點(diǎn)同樣是可能要通過數(shù)次的調(diào)整才能實現(xiàn)，兩者同樣都存在調(diào)節(jié)難的問題。
3. 汽車衡分度值對偏載示值的影響
由于汽車衡量程越大分度值也相對變大，導(dǎo)致模擬汽車衡和類數(shù)字式汽車衡在調(diào)試時很難獲得誤差相對較小的真值。例如一臺包含 10 個傳感器大秤量 150t，分度值 50kg 的汽車衡，在加載 16t 的砝碼進(jìn)行偏載測試時，即使每個偏載點(diǎn)顯示稱量結(jié)果均為 16t，用 5kg 的偏碼確定誤差在允許范圍內(nèi)，偏載點(diǎn)仍會存在可能很大的誤差。如果不進(jìn)行對偏載誤差的進(jìn)一步確認(rèn)和減少，對稱量結(jié)果也會產(chǎn)生較大的影響。同時因為分度值 e=50kg 比較大，如果某幾個位置相近的傳感器都為同正或同負(fù)的偏載誤差，或是分段的正負(fù)偏差存在，在大秤量時疊加效果可能凸顯出來。
二、減小汽車衡偏載誤差的方法
1. 1.從型式批準(zhǔn)的源頭控制大秤量汽車衡的出現(xiàn)
正在逐步加強(qiáng)對道路運(yùn)輸超限超載的整治和查處力度，載重量大的六軸及六軸以上貨車車貨總重限值已經(jīng)由 2004 版不超過 55 噸的超限超載認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)更改為 2019 版的 49 噸。除特殊要求外， 大秤量 60t 的汽車衡已經(jīng)完全可以滿足企事業(yè)單位陸路運(yùn)輸貨物的稱量要求。嚴(yán)格控制大量程、超大量程汽車衡的型式批準(zhǔn)，一方面不為非法駕駛和運(yùn)輸提供方便；另一方面汽車衡大秤量減小， 分度值也隨之減小，偏載測試所需砝碼的量減少，砝碼加載和卸載減少的時間，這些改變都有助于提高偏載示值的準(zhǔn)確性。
2. 利用檢衡車做偏載誤差的預(yù)判斷
可以利用有一定重量的相對集中的載荷如檢衡車，在開始偏載測試之前先分段停在被檢汽車衡的不同位置，根據(jù)示值可以先粗略判斷汽車衡的哪段存在較大的偏載誤差，也可以發(fā)現(xiàn)那些小量程的偏載測試時不會被發(fā)現(xiàn)的問題，然后再使用砝碼做偏載測試時可以做到心中有數(shù)、有的放矢。
3. 提高偏載測試示值的準(zhǔn)確性
模擬式汽車衡和調(diào)整傳感器系數(shù)的數(shù)字式汽車衡偏載調(diào)試時可以將偏載測試的砝碼和“分度值一半的小砝碼”一同放置在測試區(qū)域，然后通過調(diào)整電位器和系數(shù)獲至相應(yīng)的閃變點(diǎn)，再卸載“分度值一半的小砝碼”便可以得相對準(zhǔn)確的偏載示值。
第二類數(shù)字式汽車衡的偏載調(diào)整方式一般常用的也有兩種，一種是首先在各個偏載點(diǎn)加載砝碼， 確定各個顯示值，對誤差較大的偏載點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整；另外一種是首先輸入加載砝碼的標(biāo)準(zhǔn)值，按照程序操作自動將各個偏載點(diǎn)賦值，這就是所謂的“半自動調(diào)整方式”和“全自動調(diào)整方式”。檢定時需要確定偏載誤差，種方式是比較好的選擇，可以通過“閃變點(diǎn)法”進(jìn)行確定；如果是要盡量減小偏載誤差的影響推薦采用第二種方式，這樣可以減小各個傳感器之間的差值；同樣若采用種方式，偏載確認(rèn)后如需量程標(biāo)定，建議無論偏載顯示值是否與加載砝碼值一致都建議重新賦值一次， 這樣可以減小由于分度值過大引起的偏載誤差。
4 4.減少分度值的對偏載影響
如果汽車衡的分度值相對比較大，對模擬式和類調(diào)試方法的汽車衡即使采用上述的，直至出現(xiàn)預(yù)期的“閃變點(diǎn)”，偏載誤差對一些企業(yè)來說可能還存在很大的影響，因此在偏載測試之前將汽車衡的顯示分度值調(diào)小，比如將 50kg 的分度值調(diào)整至 20kg、10kg，直至分度值可調(diào)整至原分度值的 1/10，此時再通過調(diào)整就可以獲得比較準(zhǔn)確地偏載示值，更有助于減小偏載誤差的影響。如果調(diào)小分度值后出現(xiàn)示值不穩(wěn)、漂移等現(xiàn)象，主要是由于分度值調(diào)整之后，分度數(shù)變高引起的，此時可以適當(dāng)調(diào)整縮小汽車衡的大秤量，再通過調(diào)整就可以獲得比較準(zhǔn)確地偏載示值。將汽車衡的分度值調(diào)小的方法與 3 中調(diào)整模擬式和調(diào)系數(shù)的數(shù)字式汽車衡兩類的偏載示值的調(diào)試方式相結(jié)合將更有助于減小偏載誤差的影響。
三、結(jié)束語
1. 若僅僅針對偏載測試而言，可能比較簡單，在相應(yīng)的區(qū)域放置砝碼，利用“閃變點(diǎn)”法計算偏載的誤差，確定是否在允許誤差范圍之內(nèi)即可；但如果為達(dá)到理想的稱量狀態(tài)，偏載測試的砝碼也可以用其他物品代替，比如載重量大、體積小的車輛、原材料（鋁錠、鋼卷、銅卷）等，對其重量的準(zhǔn)確性要求不高，只需要將各個支撐點(diǎn)的數(shù)據(jù)調(diào)整一致，然后用砝碼將量程重新標(biāo)定即可。
2. 在新版的檢定規(guī)程中檢定記錄格式（推薦性）將“偏載”項目的檢測放在“稱量”和“除皮后的稱量”項目之后，但是鑒于以上談到的偏載誤差對稱量結(jié)構(gòu)的影響，同樣偏載誤差可能對除皮后的稱量、重復(fù)性等多方面也都會有的影響，因此應(yīng)將汽車衡的偏載測試做為項檢定項目， 并盡可能的減小偏載誤差。
3. 利用上述方法可以達(dá)到減小偏載誤差的目的，這樣才能使其他各項測試都收到比較理想的結(jié)果，但不要忘記在調(diào)試結(jié)束后把汽車衡的有關(guān)技術(shù)參數(shù)恢復(fù)到規(guī)定要求，與汽車衡的銘牌保持一致。
