一种应用于大称量质量比较仪的辅助装置研究

陈露

doi:10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0053

一种应用于大称量质量比较仪的辅助装置研究

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0053

陈露

湖北省计量测试技术研究院，武汉 430071

基金项目: 湖北省市场监督管理局科技计划项目（Hbscjg-kj201903）

详细信息

作者简介:
陈露（1991-），湖北省计量测试技术研究院工程师，研究方向：质量计量、衡器和计量测试设备研究，邮箱：1013653562@qq.com

计量
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出版历程
- 网络出版日期: 2021-08-18

An Auxiliary Device for Large Weighing Mass Comparators

CHEN Lu

Hubei Institute of Metrology and Measurement Technology, Wuhan 430071, China

摘要

摘要: 大称量质量比较仪在日常使用过程中常常会出现数据波动大、准确度降低以及传感器易损坏等情况。经研究发现，质量比较仪在使用过程中，其对应砝码吊装方式的应用会对质量比较仪的使用产生很大影响，在传统吊装方式中，砝码对质量比较仪台面会产生很大的冲击力，这是导致质量比较仪使用效果不佳的主要原因。为解决上述问题，设计了一款质量比较仪辅助装置，并对其使用效果进行分析，研究发现该装置的应用能大大提高称量的重复性，降低偏载产生的测量误差，数据漂移更小，精确度更高。
- 大称量 /
- 质量比较仪 /
- 冲击 /
- 吊装方式 /
- 校准
Abstract: In the daily use of large weighing mass comparator, there are often large data fluctuation, reduced accuracy and easy damage of sensor. It is found that during the use of the mass comparator, the application of the corresponding weight lifting method will have a great impact on the use of the mass comparator. In the traditional lifting method, the weight will have a great impact on the table of the mass comparator, which is the main reason for the poor use effect of the mass comparator. In order to solve the above problems, an auxiliary device of mass comparator is designed, and its application effect is analyzed. It is found that the application of the device can greatly improve the repeatability of weighing, reduce the measurement error caused by eccentric load, reduce the data drift and improve the accuracy.
- large weighing /
- mass comparator /
- impact /
- lifting way /
- calibration

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图 1 大称量质量比较仪辅助装置

1.质量比较仪；2.升降台；3.升降装置；4.贯穿孔；5.承载台；6.凸块；7.导轨；8.放置台；9.电机；10.齿条；11.防风罩

Figure 1. Auxiliary device of large weighing mass comparator

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表 1 被测仪器、主要计量标准和配套装置

Table 1. Tested instruments, main measurement standards and supporting devices

对象	设备名称	测量范围
被测仪器	质量比较仪	0～1000 kg
主要计量标准1	F₂等级砝码	500～1000 kg
主要计量标准2	E₂等级砝码	1～20 kg
配套装置1	质量比较仪辅助装置	最大支撑重量：6 t
配套装置2	普通门式起重机（航吊）	最大吊装重量：30 t

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表 2 重复性数据

Table 2. Repeatability data

试验载荷：1000 kg
吊装方式1：质量比较仪辅助装置					吊装方式2：普通门式起重机（航吊）
测量次数	读数（kg）		B-A（kg）	差值（kg）	测量次数	读数（kg）		B-A（kg）	差值（kg）
1	A₁	1000.047	0.002	0.001	1	A₁	1000.044	0.134	0.023
	A₂	1000.049	0.002			A₂	1000.178	0.134
	A₃	1000.050	0.000			A₃	1000.151	−0.088
	A₄	1000.050	0.000			A₄	1000.239	−0.088
2	A₁	1000.051	−0.001	0.00005	2	A₁	1000.238	0.042	−0.0175
	A₂	1000.050	−0.001			A₂	1000.196	0.042
	A₃	1000.052	0.002			A₃	1000.215	0.007
	A₄	1000.050	0.002			A₄	1000.208	0.007
3	A₁	1000.051	0.000	−0.0005	3	A₁	1000.198	0.081	0.032
	A₂	1000.051	0.000			A₂	1000.279	0.081
	A₃	1000.051	−0.001			A₃	1000.323	−0.017
	A₄	1000.052	−0.001			A₄	1000.340	−0.017
4	A₁	1000.053	−0.002	−0.0005	4	A₁	1000.340	−0.035	−0.041
	A₂	1000.051	−0.002			A₂	1000.305	−0.035
	A₃	1000.053	0.001			A₃	1000.315	−0.047
	A₄	1000.052	0.001			A₄	1000.362	−0.047
5	A₁	1000.052	−0.001	0.000	5	A₁	1000.362	−0.022	0.0035
	A₂	1000.051	−0.001			A₂	1000.340	−0.022
	A₃	1000.053	0.001			A₃	1000.398	0.029
	A₄	1000.052	0.001			A₄	1000.369	0.029
6	A₁	1000.052	0.000	0.001	6	A₁	1000.369	0.019	−0.0065
	A₂	1000.052	0.000			A₂	1000.388	0.019
	A₃	1000.053	0.002			A₃	1000.379	−0.032
	A₄	1000.051	0.002			A₄	1000.411	−0.032
${\overline x _1}$ = 0.25 g，${s_1}$ = 0.69 g ≈ 1 g					${\overline x _2}$ = −1.08 g，${s_2}$ = 26.79 g ≈ 27 g

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表 3 局部示值误差数据

Table 3. Local indication error data

试验载荷：1000（kg）；小砝码m_s：2 kg
吊装方式1：质量比较仪辅助装置					吊装方式2：普通门式起重机（航吊）
测量序号	读数（kg）		相差格数	差值（kg）	测量序号	读数（kg）		相差格数	差值（kg）
1	A	1000.051	2.003	2.0025	1	A	1000.208	2.002	2.0005
	A+m_s	1002.054	2.003			A+m_s	1002.210	2.002
	A+m_s	1002.054	2.002			A+m_s	1002.210	1.999
	A	1000.052	2.002			A	1000.211	1.999
2	A	1000.051	2.003	2.002	2	A	1000.211	2.003	2.0025
	A+m_s	1002.054	2.003			A+m_s	1002.214	2.003
	A+m_s	1002.053	2.001			A+m_s	1002.212	2.002
	A	1000.052	2.001			A	1000.210	2.002
3	A	1000.052	2.001	2.002	3	A	1000.210	2.003	2.002
	A+m_s	1002.053	2.001			A+m_s	1002.213	2.003
	A+m_s	1002.053	2.003			A+m_s	1002.213	1.999
	A	1000.050	2.003			A	1000.214	1.999
$\Delta {\overline I _{{m_{{\rm{s}}1}}}} = 2.0022\;{\rm{kg}}$ ${m_{\rm{s}}} - \Delta {\overline I _{{m_{{\rm{s}}1}}}} = - 0.0022 \approx - 0.002\;{\rm{kg}}$					$\Delta {\overline I _{{m_{{\rm{s2}}}}}} = 2.0017\;{\rm{kg}}$ ${m_{\rm{s}}} - \Delta {\overline I _{{m_{{\rm{s2}}}}}} = - 0.0017 \approx - 0.002\;{\rm{kg}}$

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表 4 校准结果及不确定度

Table 4. Calibration results and uncertainty

项目	试验变量	校准结果	扩展不确定度（k=2）
重复性	质量比较仪辅助装置	${s_1}$=1 g	${U_R}_1$=1 g
重复性	普通门式起重机（航吊）	${s_{\rm{2}}}$=27 g	${U_R}_2$=1 g
局部示值误差	质量比较仪辅助装置	${m_{\rm{s}}} - \Delta {\overline I _{{m_{{\rm{s}}1}}}} = - 2\;{\rm{g}}$	${U_{{\rm{s}}1}} = 2\;{\rm{g}}$
局部示值误差	普通门式起重机（航吊）	${m_{\rm{s}}} - \Delta {\overline I _{{m_{{\rm{s2}}}}}} = - 2\;{\rm{g}}$	${U_{{\rm{s}}2}} = 54\;{\rm{g}}$

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参考文献(14)

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