对JJG649-2016“数字称重显示器（称重指示器）验证规程”的分析

1.修订背景在称重仪表领域，称重数据的显示是重要的一环。无论是单个称重仪器还是网络大数据系统中嵌入的称重系统，准确显示称重信息对于评估称重准确性都非常重要。因子。称重产品中的电子组件通常称为电子称重仪器。作为非自动称重仪表的主要组成部分，电子称重仪表包括称重指示器，模拟数据处理设备，用作指示器的个人计算机（PC），数字数据处理设备，终端，数字显示器和本文中提到的称重指示器。非自动衡器中使用的重要组件。 JJG649-1990《数字称重显示器验证规程》（以下简称《原始规程》）已实施20多年，对该规程所依据的技术规程进行了多次修订，技术要求，计量称重指示器的特性等也发生了很大变化。为了满足当前科学技术发展的需要，特别是适应称重技术领域的智能化，模块化和网络化，目前国际上推荐使用R76 [2006E]“非自动称重设备”和国家标准GB / T23111 -2008年“非自动衡器”增加了对非自动衡器各模块的测试和验证方法。附录C“非自动衡器和模拟数据处理设备模块的测试和验证”验证中明确给出了称重指示器模块的测试和验证。可以看出，原始法规的内容已经与当前的国际建议和国家标准脱节，不再适合当今的称重指示器测试市场需求，也不适合当今的称重指示器产品，因此迫切需要进行修改。 2011年，国家质量监督检验检疫总局发布了修改原规定的工作计划。经过共同努力，2016年6月27日发布了JJG649-2016“数字称重显示器（称重指示器）验证规定”（以下简称“ JJG649-2016”）。该“新规定”将于12月实施。 2016年2月27日。二，修订内容新法规的修订主要参考国际建议OIMLR76“非自动称重设备”和欧洲法律计量合作组织WELMEC 2.1“称重显示测试指南（非自动称重设备） ）”。 WELMEC2.1是欧盟组织测试称重显示器的指南。它具有很强的可用性，合理可行。因此，修订后的规则可作为编写的理论依据，并结合测试数据和中国衡器显示产品的实际情况。演示测试数据，最终形成新的规定。 1.关于精度等级原始规定将称重指示器的精度分为1、2、3和4四个等级，新规定规定称重指示器的精度分为2个等级分别是Ⅲ级和Ⅳ级。可以看出，新规定的重量指标准确度的划分和表述发生了根本变化。新规定主要参考国际建议OIMLR76，R76附录C中规定的非自动称重仪表的精度等级适用于称重指示器，即称重指示器的精度等级采用非推荐称重的精度。 -自动称重仪表在国际上推荐的OIMLR76等级的表示和划分，即有Ⅲ和Ⅳ两种精度等级。因此，在修订过程中，将原始法规的四个精度级别更改为中等精度级别和普通精度级别两个级别，并且符号也进行了相应更改，如表1所示。2.关于误差分布系数误差分布系数是限制误差的系数r称重指示器的极限。将该系数乘以目标称重仪器的最大允许误差作为指示器的误差极限。尽管原始法规没有明确给出误差分配系数，但是可以从该法规中给出的最大允许误差表中看出：称重指示器的最大允许误差是相应天平的最大允许误差的0.7倍。称重指示器的误差极限是称量仪器误差极限的0.7倍。这种规定不符合国际建议的单模块错误限制的要求。国际建议OIMLR76中规定：误差分布系数是测试单个模块时称重仪器的最大允许误差与单个模块误差极限的商。这些系数是整个称量仪器各部分的误差分布系数。通常由制造商选择：纯数字设备等于0，称重模块等于1，当其他模块（包括数字传感器）认为一个以上的模块对误差有共同影响时，误差分配系数不应大于0.8且不小于0.3。因此，在新规定中，重量指示器的误差分配系数已被修改，制造商可以在0.3到0.8的指定值之间进行选择。如果未指定误差分布系数，则通常会调整误差分布系数。选择它为0.5，数字指示器的误差分配系数为0。3.关于度量单位度量单位是新法规修订的主要内容之一。原来的规定规定，重量指示器以质量为单位，最大重量为单位。检验秤的数值以质量单位表示，新规定为称重指示器的计量单位为无量纲单位。 JJF1002-2010《国家计量检定规程编制规则》第5.7条规定：计量单位是指规章中描述的计量仪器主要计量特性的单位名称和符号……可以看出，测量单位是描述测量仪器测量特性的关键参数。因此，称重指示器的计量单位应该是表征称重指示器的测量特性的物理量，是赋予称重指示器的量，用于评估指示器的测量特性，并且是分数值，精度等级，最大允许误差等技术指标的单位。称重指示器用于接收称重传感器的输出信号，然后进行模数转换（数字称重指示器不可用）和数据处理，最后显示电子称重仪表的称重数据，接收输入端子。信号，用于验证称重指示器的测量标准也是通过数据线输入称重指示器的电信号作为标准载荷，而不是将称重载荷值或称重物品直接装载到称重指示器上。这表明输入电信号的大小会影响称重指示器的测量性能。输入电信号越大，指示器上显示的值越大。相反，输入信号越小，显示值越小。什么单位代表称重指示器的测量特性？以下分析称重指示器的计量单位为何为无量纲的量。 （1）质量单位无法描述指标的测量特性，因此不能用作测量单位。本规范中涉及的称重指示器仅用于非自动称重仪表，因此该仪表显示的单位应为质量单位，例如千克，吨，克等。但是，这些质量单位可以通过称重指示器的参数设置功能，因此它们不是唯一的。在广告中因此，由于已连接称重指示器并接受称重传感器的输入信号，并且称重传感器将电信号（可以是电压信号或电流信号）输出到称重指示器，因此称重指示器将接收此电源。信号经过处理后，进行A / D模数和放大等数字信号处理。换句话说，称重指示器不直接接受质量负荷，也就是说，它没有接受来自质量单位的物理单位作为测量单位的干预。因此，将质量单位用作称重指示器的度量单位是不合适的。那么指示器显示的质量单位不是度量单位，它属于什么单位？考虑到这一点，在修订新法规时将“指示单位”的技术要求添加到技术要求中。具体规定如下：新规定6.3.1规定：“指标所指示的单位应为质量单位，即千克（kg），毫克（mg），克（g）和吨（t）。 ）”。该单位仅用作指示要求的指示，而不用于评估测量特性。 （2）以JFF1002-2010 5.7为基准，以无因次数为称量指标的计量单位为单位。度量单位是描述测量仪器测量特性的关键参数。描述称重指示器的主要技术参数有两个：一个是最大分区数，第二个是对应于每个分区的最小输入电信号。也就是说，称重指示器的测量特性与输入电信号的大小和分辨该信号的能力有关，而与质量（重量）无关。因此，使用质量单位作为称重指示器的测量单位不符合JJF1002-2010的要求。 。如果将相同的电压信号输入到不同精度等级的称重指示器，则高精度的分辨率大于低精度等级的分辨率，即，精度等级较高的称重指示器的校验点低于精度较低等级的校验点。程度大。可以看出，称重指示器的指标号是表征其测量特性的量，并且没有单位，也就是说，称重指示器的测量指示器采用无量纲的量。所谓的无量纲数也称为无量纲量，其度量单位是数字。按照JJF1001-2011“通用测量术语和定义技术规范”的要求，使用无量纲数作为测量单位。 JJF1001-2011的3.7规定：尺寸为1的数量也称为无量纲数量。在其维数表达式中，与基本数量相对应的因子的指数为零数量，而维数为1和值的数量的度量单位均为数字。 4.验证项目的新规定大大简化了原规则的验证项目，并删除了原规则中与型式试验有关的验证项目：输入阻抗，抗干扰能力，温度，安全性能，功率供应等。修订后的验证项目包括外观检查，调零精度，称量性能和可重复性项目。 5.关于验证设备和方法在原始法规中，验证设备包括直流电压源或称重传感器模拟器，以及环境和安全测试设备。移除环境设备，例如环境和安全。用于指示器指示验证的直流电压源或称重传感器模拟器是生成电信号的设备。但是，直流电压源的电源使用公共电源而不是称重。称重传感器的激励电压，称重传感器模拟器使用被测指示器的激励电压作为激励源。根据国际建议书OIMLR76附录C：应将测试模拟器与被测称重仪表相匹配，并应对模拟器进行校准根据称重指示器使用的励磁电压（交流励磁电压应使用交流校准）。因此，原始法规使用直流电压源直接输入电信号的方式不符合要求，因此新法规修改和添加或删除了验证设备和要求。新规定提供了两种验证方法：一种是称重传感器仿真器方法，另一种是称重传感器方法，相应的验证设备也为两套。 （1）称重传感器方法的验证设备①使用标准砝码和称重传感器向指示器输入电信号。 ②数字万用表用于监测指示器接收端的电信号和励磁电压信号。 ③在验证数字称重指示器时，使用模拟设备转换数模电信号。 ④阻抗模拟器，用于称重传感器输出阻抗调整。 （2）称重传感器模拟器方法的验证装置①称重传感器模拟器用于向指示器输入电信号。 ②数字万用表用于监测指示器接收端的电信号和励磁电压信号。 ③在验证数字称重指示器时，使用模拟设备转换数模电信号。 ④阻抗模拟器，用于调整称重传感器的输出阻抗。三，新规定的条款新规定采用了JJF1181“衡器的术语和定义”中的条款以及国际建议OIMLR76。另外，给出了18个术语和定义。这些术语的内容和符号与OIMLR76一致。 1.关于输入电信号输入电信号是称重指示器接收端接收到的信号电压。输入电信号通常是指电压信号，即输入到模拟指示器信号接收端的信号电压。在新法规给定的术语中，有多个相关的信号电压，例如：最大输入电压，最小输入电压，测量范围内的最大电压，测量范围内的最小电压。 （1）最小输入电压Umin是模拟指示器的最小模拟静态负载信号值。承运人产生并仍符合本法规要求的允许输入等于卸载称重仪表时称重传感器输出电压的最小值。 （2）最大输入电压Umax是达到最大验证分度的模拟指示器所对应的信号电压值，即允许输入但仍满足本法规要求的输入信号电压。 （3）测量范围内的最小电压UMRmin为模拟量指示器允许的信号电压的最小值，且仍满足本法规的要求。 （4）测量范围的最大电压UMRmax是模拟指示器允许输入但仍满足本规定要求的信号电压的最大值。重量指示器接收端接收到的信号电压分为设计电压范围和验证时的电压范围，这些值由制造商提供，当时输入端子的信号电压值验证时，设计时的信号电压以及与拟议的衡器的连接方式有所不同，如图1所示。设计时的测量范围电压远大于验证时的输入信号电压，即，经验证的电压范围仅是设计信号电压范围的信号电压的一部分，同时，验证时的信号电压部分应大于连接至预期的衡器范围时的信号电压。 2.关于分度数和分度数的新规定对分度数和分度数给出了许多术语。 （1）指标的验证分度值等于指标的实际分度值。它用于分类和验证指标的准确性。这是一个无量纲的数字。 （2）验证分度数是指示器输入信号电压范围与最小输入信号电压之比。每个验证分区值对应的年龄。 （3）指标的最大验证指标数是指标的最大输入信号电压范围与对应于每个验证指标值的最小输入信号电压之比。 （4）验证分度值是预定称量仪器的验证分度值。它用于对打算与称重仪器一起配备的指示器进行分级和验证其准确性。它是以质量单位表示的值。这些参数之间的关系如下：①指示器的验证分度值与所建议的称重仪器的验证分度值不同。指标的验证分度值是无量纲的数量，而建议的衡器的验证分度值是质量单位量。同样是符号不同的是，指标的验证分度值是eind，建议的称量仪器的验证分度值是e。 ②指标的划分与指标的最大划分不同。 4.结论称重指示器是非自动称重仪器的主要部件之一，它作为非自动称重仪器称重精度的重要参数，对称重仪器精度的影响不容忽视。向用户提供实用的验证方法和确定原则是本法规修订的主要目的。因此，有必要首次验证新生产的称重指示器，以便筛选高质量，准确的称重指示器，并将其提供给称重制造商进行整体安装和生产。该法规的修订将大大提高中国衡器生产和检验领域的检验精度，有效避免衡器装配早期的误检率，提高衡器的检定效率，使我国衡器健康发展。仪器行业。