降低企業(yè)地磅稱(chēng)重誤差的措施

本文敘述了本公司主產(chǎn)品秤和地磅稱(chēng)重誤差所帶來(lái)的累計價(jià)值、為降低稱(chēng)重誤差所采取的硬件措施和軟件措施及理論依據。

1引言

云南馳宏鋅鍺股份有限公司是大型鉛鋅冶煉企業(yè),每年進(jìn)入公司的鉛鋅精礦40多萬(wàn)噸,價(jià)值20多億元;還有大量的燃料及輔料10多萬(wàn)噸,價(jià)值1億多元;每年產(chǎn)出電鉛和電鋅20多萬(wàn)噸,價(jià)值30多億元;硫酸26萬(wàn)多噸,價(jià)值3千多萬(wàn)元。鉛鋅精礦、燃輔料、電鉛、電鋅及硫酸都是以其重量作為貿易結算依據。每年近百萬(wàn)噸的物料都是靠秤一秤一秤稱(chēng)出來(lái)的,每一秤的誤差如果按國家檢定規程的最大允許誤差算,每年的累計損失價(jià)值為1千多萬(wàn)元。為了維護公司的利益和信譽(yù),我們采取了一系列管理和技術(shù)措施來(lái)降低秤的稱(chēng)重誤差,取得了較好的效果。

2.秤的誤差價(jià)值分析

2.1主產(chǎn)品秤

我們用于主產(chǎn)品稱(chēng)重的秤為最大秤量2t的緩沖式電子平臺秤,準確度等級為Ⅲ級,使用中的最大允許誤差為±2kg。每年電鋅產(chǎn)量10萬(wàn)多噸、電鉛產(chǎn)量近10萬(wàn)噸,合計20萬(wàn)噸,每噸年平均價(jià)格1.5萬(wàn)元,即15元/kg。2種金屬都是將小錠產(chǎn)品堆碼打捆后進(jìn)行稱(chēng)重,重量以捆計,每捆重量1t(±100kg),也就是說(shuō)每年要稱(chēng)20萬(wàn)秤。如果每秤有2kg的誤差,每年的誤差量相當于400t的金屬量,價(jià)值600萬(wàn)元。由此可看出,每秤.只要有 0.1kg 的誤差，每年誤差的累計價(jià)值也是 30 萬(wàn)元，所以非常有必要降低主產(chǎn)品秤的稱(chēng)重誤差。

2.2  地磅每年進(jìn)出公司的 80 萬(wàn)噸大宗物料都是通過(guò)地磅進(jìn)行稱(chēng)重，一般每車(chē)拉 25t～30t，要稱(chēng) 3萬(wàn)秤左右。我們使用的是梅特勒—托利多公司制造的最大秤量 80t 的數字式稱(chēng)重傳感器地磅，準確度等級為Ⅲ級，使用中的最大允許誤差為±60kg。按最大誤差算，3 萬(wàn)秤的誤差量相當于1800t 物料量，平均按 3000 元 / 噸算，價(jià)值為 540萬(wàn)元。由此可看出，每車(chē)只要有 10kg 的誤差，每年誤差的價(jià)值也就是 90 萬(wàn)元，所以降低地磅的稱(chēng)重誤差是勢在必行的。

3  小誤差稱(chēng)重的措施

3.1  主產(chǎn)品秤

3.1.1為了及時(shí)了解秤的誤差及變化情況，我們?yōu)槊總€(gè)主產(chǎn)品稱(chēng)重點(diǎn)配備了每個(gè)質(zhì)量為 1t 的砝碼 2 個(gè) （精度等級：M1 級），要求檢斤人員每天稱(chēng)重之前和稱(chēng)重結束后都必須用 2 個(gè)大砝碼對秤進(jìn)行檢驗 （要求被寫(xiě)入主產(chǎn)品秤使用操作規程）。稱(chēng)重前檢驗時(shí)，只有秤顯示無(wú)誤差 （<0.5kg） 方可使用，有誤差必須停用并通報衡器檢定人員處理；稱(chēng)重結束后檢驗時(shí)，秤顯示無(wú)誤差或有±1kg 誤差，此批或當天稱(chēng)重結果有效。否則結果無(wú)效，要通報衡器檢定人員處理并重新稱(chēng)重。為了不影響主產(chǎn)品的稱(chēng)重，我們在每個(gè)稱(chēng)重點(diǎn) （共計 3 個(gè)）配備了 2 臺秤 （一備一用）。每秤稱(chēng) 1t 的重量而用2t 砝碼檢驗可以基本保證秤在 1t 秤量點(diǎn)的誤差低于 0.5kg。

3.1.2  要求衡器檢定人員安裝秤時(shí)嚴格控制秤體的限位間隙不大于 1mm，保證秤體晃動(dòng)靈活而又不晃動(dòng)過(guò)大或抵死 （這樣，當秤體受到水平?jīng)_擊力時(shí)，稱(chēng)重傳感器連接件能很好復位，可降低秤重復性誤差、提高秤的穩定性）；空秤時(shí) 4 只稱(chēng)重傳感器受力要基本一致 （用數字式萬(wàn)用表測量每只稱(chēng)重傳感器的輸出毫伏值確定），即無(wú)稱(chēng)重傳感器受力太小 （懸空） 或受力太大 （保證稱(chēng)重時(shí)，稱(chēng)重傳感器受力均衡，避免某一稱(chēng)重傳感器受力過(guò)大或過(guò)小帶來(lái)較大的超量程誤差）。

3.1.3  每個(gè)月對秤檢定、校準一次 （國家檢定規程規定的檢定周期一般為一年）。檢定、校準秤時(shí)，有以下要求：

3.1.3.14角之差 （最大值－最小值） 控制在0.5 kg 以?xún)?（國家檢定規程的允許誤差±1 kg，即最大值－最小值可為 2 kg），避免稱(chēng)重時(shí)，重物放偏后帶來(lái)較大的偏載誤差。

3.1.3.2線(xiàn)性誤差和重復性誤差控制在 0.5 kg以?xún)取?/span>

3.1.3.3當重復性誤差大于 0.5 kg 時(shí)，要對秤體進(jìn)行檢查維護，檢查是否有限位螺栓、傳感器緊固螺栓、預緊螺栓及接線(xiàn)盒里接線(xiàn)端子的壓緊螺釘松動(dòng)的問(wèn)題；對傳感器連接件之間以及與傳感器和秤框底面接合部位進(jìn)行潤滑維護、連接件球面磨損明顯的要及時(shí)更換。

3.1.3.4對主產(chǎn)品秤使用人員進(jìn)行培訓，使其了解秤的原理、性能，掌握使用維護操作規程，每天稱(chēng)重前對秤進(jìn)行點(diǎn)檢，做好點(diǎn)檢和檢驗記錄。

3.2地磅

3.2.1為了避免地磅長(cháng)期的大誤差稱(chēng)重及時(shí)了解地磅誤差的情況和變化趨勢，采用每周用同一臺重量在 50t 左右的載荷汽車(chē)在 3臺地磅 （共計使用 3 臺，一備兩用） 進(jìn)行稱(chēng)重偏差比對 （要求被寫(xiě)入電子汽車(chē)衡使用操作規程）。

3.2.1.1  3 臺地磅的稱(chēng)重數據 （顯示值） 之差 （最大值－最小值） 為零 （概率很?。┗?/span> 20kg （概率較大） 時(shí)，我們認為 3 臺電子汽車(chē)衡處于小誤差稱(chēng)重狀態(tài) （誤差小于 20kg），3 臺地磅可繼續使用。

3.2.1.2  3 臺地磅的稱(chēng)重數據之差為40kg，我們認為 3 臺地磅中的某一臺可能有較大誤差 （40kg），需要關(guān)注，3 臺地磅可繼續使用。

3.2.1.3  3 臺地磅的稱(chēng)重數據之差為60kg 及以上時(shí)，我們認為 3 臺地磅的某一臺可能有大誤差 （大于 60kg），這一臺就是稱(chēng)重數據偏離其他兩臺稱(chēng)重數據較大的一臺的概率較大，同時(shí)根據上一次或上幾次的比對情況進(jìn)行分析，可基本判定是那一臺的誤差較大，檢查其無(wú)機械和電氣問(wèn)題后對其檢定和校準，而其它兩臺稱(chēng)重數據接近的、同時(shí)出現大誤差的概率小 （2 個(gè)同時(shí)出現的事件是積概率事件，可能性較?。?，可繼續使用。

3.2.1.4 3 臺地磅的稱(chēng)重數據之差連續 2 次以上或多次比對出現為 40kg 時(shí)且都是同一臺偏離其他 2 臺秤 （稱(chēng)重數據相同） 較大或較小，則認為此臺秤的誤差較大，檢查其無(wú)機械和電氣問(wèn)題后對其檢定、校準，而其它兩臺秤可繼續使用。

通過(guò)對 1 臺地磅的檢定可知其他 2 臺電子汽車(chē)衡使用誤差的基本情況，視情況看是否有必要對其他 2 臺進(jìn)行校準 （因為是小概率事件，未發(fā)生過(guò)）。

要求衡器檢定人員調試地磅時(shí)嚴格控制秤體的限位間隙在 1mm～3mm （氣溫較低時(shí) 3mm，氣溫較高時(shí) 1mm。原則是氣溫高時(shí)，限位螺栓不能頂到限位擋板；氣溫低時(shí)間隙不大

3mm。根據經(jīng)驗本地區氣溫最高 （接近 30℃）時(shí)和氣溫最低 （接近 0℃） 時(shí)秤體 （長(cháng) 15m） 的熱脹冷縮在 0mm～4mm。所以，根據季節變化要經(jīng)常觀(guān)察和調整限位間隙，這樣稱(chēng)重時(shí)，汽車(chē)使秤體產(chǎn)生的晃動(dòng)能較快停止和稱(chēng)重傳感器能很好復位，可降低秤的重復性誤差、提高秤的穩定性。

所有稱(chēng)重傳感器 （6 只～8 只） 要受力基本一致 （空秤時(shí)，在儀表里查看傳感器輸出可知，注意：中間的傳感器輸出要大于兩端的傳感器輸出 2 倍左右），即無(wú)稱(chēng)重傳感器懸空或受力太

小。保證稱(chēng)重時(shí)，稱(chēng)重傳感器受力均衡，避免某一稱(chēng)重傳感器受力過(guò)大或過(guò)小帶來(lái)較大的超量程誤差。

每半年對地磅檢定、校準一次（國家檢定規程規定的檢定周期一般為一年），注意避開(kāi)有四級以上風(fēng)力的季節或時(shí)段檢定、校準。

檢定、校準地磅時(shí)，偏載誤差控制在±10kg之間 （國家檢定規程的最大允許誤差為±20kg），避免稱(chēng)重時(shí)帶來(lái)較大的偏載誤差。線(xiàn)性誤差控制在 10kg （最大秤量時(shí)） 以?xún)惹覚z定、校準到最大秤量。

3.2.5 對地磅使用人員進(jìn)行培訓，使其了解地磅的原理、性能，掌握使用維護操作規程。每天稱(chēng)重前對地磅進(jìn)行點(diǎn)檢，做好點(diǎn)檢和稱(chēng)重偏差比對記錄。

4 硬件投入

主產(chǎn)品稱(chēng)重

6 最大秤量 2t 緩沖式電子平臺秤，價(jià)值 30 多萬(wàn)

元。秤體為雙層結構，剛度好，秤臺面受沖擊后不易變形、經(jīng)久耐用，雖然原廠(chǎng)家結構設計上有一些問(wèn)題，但經(jīng)我們技術(shù)改造達到了理想的要求，稱(chēng)重傳器容量較大 （2t），耐沖擊，穩定性較好；儀表為金鳥(niǎo)儀表，廠(chǎng)家已推出多年，屬成熟機型。

因此，秤的整體性能穩定、可靠。

6 個(gè)精度等級為 M1 級的大砝碼 （每個(gè)1t），價(jià)值 3.6 萬(wàn)元。主產(chǎn)品稱(chēng)重點(diǎn)都有行車(chē)，有了行車(chē)配合及使用大砝碼使秤的檢定、校準及檢驗非常方便快捷和容易。

配備電腦及打印機，實(shí)現稱(chēng)重數據的微機處理及打印，避免了人為差錯。

大宗物料稱(chēng)重

3 臺最大秤量 80t 數字式稱(chēng)重傳感器地磅，儀

表為 T800，價(jià)值 100 多萬(wàn)元。由于是數字式稱(chēng)重傳感器，所以秤偏載誤差采用軟件校準，方便、

快捷、準確。因此，秤的整體性能穩定、可靠。

80 個(gè)精度等級為 M1 級的大砝碼 （每個(gè)1t），價(jià)值 48 萬(wàn)元。有叉車(chē)配合及使用大砝碼使地磅的檢定、校準及檢驗非常方便快捷和容易。

配備電腦及打印機，實(shí)現稱(chēng)重數據的微機處理及打印，避免了人為差錯。

建立 F2 級噸質(zhì)量標準

配備最大秤量 1t 的大質(zhì)量比較儀 1 臺，價(jià)值 12 萬(wàn)元。

配備 2 個(gè)質(zhì)量 500kg 的 F2 級砝碼，價(jià)

4 萬(wàn)元。

5 小誤差稱(chēng)重的不確定度評定

主產(chǎn)品秤

用大砝碼檢驗秤的顯示無(wú)誤差，其準

確度為±0.5kg，屬于正態(tài)分布，k=3，標準不確定度為：

u1= 0.53 =0.167kg

儀表 4 舍 5 入誤差，其準確度為 0.5kg，

屬于均勻分布，k=姨3 ，標準不確定度為：

u2= 0.5 =0.287kg

姨3

2 個(gè)大砝碼引入的不確定度，一個(gè)大砝

的最大允許誤差為 ±0.05kg， 屬于正態(tài)分布，k=3，2 個(gè)大砝碼質(zhì)量的標準不確定度為：

u3= 姨0.052+0.052   =0.041kg

姨3

零點(diǎn)跟蹤誤差和分辨力誤差引人的不確定度可忽略不計。

所以，合成不確定度為：

u=姨u12+u22+u32  =姨0.1672+0.2872+0.0412

=0.035(kg)

取 P=95%，k=2，擴展不確定度為：

U95=ku=2×0.335=0.670(kg)

地磅

檢定、校準時(shí)控制線(xiàn)性誤差小于 10kg，短期內使用中的線(xiàn)性誤差小于 20kg，其準確度為20kg，屬于正態(tài)分布，k=3，標準不確定度為：

u1= 203 =6.667(kg)

儀表 4 舍 5 入誤差，其準確度為 10kg，

屬于均勻分布，k=姨3 ，標準不確定度為

U2=  10 =5.774(kg)

姨3

大砝碼引入的標準不確定度。每個(gè)大砝碼的最大允許誤差為±0.05kg，因檢定地磅時(shí)要用 80 個(gè)大砝碼，正負誤差相互抵消，大砝碼引入的標準不確定度基本為 0kg，可忽略不計。

零點(diǎn)跟蹤誤差和分辨力誤差引入的不確定度可忽略不計。

所以，合成不確定度為：

u=姨u12+u22  =姨6.6672+5.7742  =8.820(kg)

取 P=95%，k=2，擴展不確定度為：

U95=ku=2×8.820=17.64(kg)

汽車(chē)在 3 臺地磅上進(jìn)行稱(chēng)重偏差比對，電子汽車(chē)衡保持小誤差 （小于 20kg） 稱(chēng)重的概率分

析。

5.2.5.1 當 3 臺地磅的稱(chēng)重偏差比對為 20kg 時(shí)，3 臺電子汽車(chē)衡的誤差都應該小于 20kg。除非 3 臺地磅的誤差都同時(shí)為正誤差或負誤差才有可能大于 20kg，從概率論來(lái)說(shuō)應為 50%

×50%×50%=12.5%，即 3 臺地磅的誤差小于 20kg 的概率為 87.5%。

5.2.5.2 當 3 臺的稱(chēng)重偏差比對為 40kg 時(shí)，不能通過(guò)一次比對確定有某一臺電子汽車(chē)衡有較大誤差，要考慮到誤差有正或負的問(wèn)題、載荷汽車(chē)不是標準質(zhì)量、儀表有 4 舍 5 入功能。

例如：一臺電子汽車(chē)衡的誤差在 -16kg，另一臺電子汽車(chē)衡的誤差在 +5kg，如果此時(shí)載荷汽車(chē)的重量為 50.005t，則一臺電子汽車(chē)衡的稱(chēng)重數據為 49.080t， 而另一臺電子汽車(chē)衡的稱(chēng)重數據為50.020t，相差 40kg。

所以，連續幾次出現比對偏差為 40kg，但不是同一臺電子汽車(chē)衡時(shí)或偶爾出現比對偏差為40kg，3 臺電子汽車(chē)衡的誤差小于 20kg 的概率應該大于 80%。

5.2.5.3 當 3 臺地磅的比對偏差為 60kg 或大于 60kg 時(shí)，可以肯定有一臺地磅有較大誤差 （40kg） 或大誤差 （大于 60kg）。

6 實(shí)際情況

主產(chǎn)品秤

通過(guò)這樣的控制，從 8 年來(lái)主產(chǎn)品秤的周期檢定情況看 （每月一次），其誤差絕對值幾乎都小于 0.5kg （概率大于 90%），很少有檢定誤差絕對值大于 0.5kg 的情況，從未發(fā)生過(guò)檢定誤差絕對值大于 1kg 的情況。理論計算的擴展不確定度為 0.680kg 包含了稱(chēng)重儀表 4 舍 5 入誤差及大砝碼誤差的不確定度，應為單次稱(chēng)重結果的不確定度，而我們的產(chǎn)品都是成批銷(xiāo)售的，一批為幾十噸或幾百?lài)?，作為一批的單捆重量平均值的擴展不確定度應

為 2 姨u12+u22 =2 姨0.1672+0.0412 =0.344 （kg） （因 4 舍 5 入誤差平均值趨于零，u2 可忽略不計）。所

以，無(wú)論是從理論計算的主產(chǎn)品稱(chēng)重結果不確定度看，還是多年以來(lái)主產(chǎn)品秤的周期檢定情況看，我們主產(chǎn)品每捆 （每秤） 的平均稱(chēng)重誤差小于0.5kg，其概率應接近 100%。

電子汽車(chē)衡

通過(guò)這樣的控制，從 8 年的周期檢定 （每半年一次，共計 48 臺次） 情況看，我們的電子汽車(chē)衡的檢定誤差在 10kg～30kg （絕對值），一般低于 20kg，沒(méi)有大于 40kg 的情況。從理論計算的不確定度和實(shí)際周期檢定結果可以看出，我們保持電子汽車(chē)衡的小誤差（低于 20kg） 稱(chēng)重目標基本達到。

7 結束語(yǔ)

為降低稱(chēng)重誤差，我們在硬件上投入了近 200 萬(wàn)元。雖然投入較大，但與秤的最大允許誤差在我公司每年所產(chǎn)生的累計價(jià)值 （1 千多萬(wàn)元） 相比是微乎其微。投入是一次性的，而產(chǎn)生的效益是

長(cháng)遠的。這些年來(lái)，我們的產(chǎn)品秤和汽車(chē)衡所稱(chēng)重的數據很少與客戶(hù)產(chǎn)生爭議，由于我們不懈的努力，極大地維護了公司的利益和信譽(yù)，產(chǎn)生了很好的社會(huì )效益。