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对 “恢复”要求的理解

沈立人


自从JJG555检定规程在引进了“恢复”这个概念之后,实际上在衡器检定过程中,不论是机械衡器还是电子衡器,检定人员没有执行过此项要求。究其原因,有以下几个方面:一是在JJG539-97《数字指示秤》检定规程中,没有进行要求;二是不知恢复的机理,不知如何操作,没有认识到恢复在试验中的意义。所以在JJG539-2016《数字指示秤》修订时增加了这个要求。

一、恢复的机理

1. 结构的变形

衡器是用于称量载荷准确度的一种计量器具,在称量过程中必然是将载荷至于其承载器上,对于电子衡器来讲,还需将作用力传递到称重传感器上,这样势必使承载器和称重传感器等结构产生形变。在承受较大的载荷卸载后,结构不能及时恢复到原来的状况,对于衡器来讲,就是不能回到“零点”。而且结构的刚度越弱,恢复的时间越长。所以我们在2008年对GB/T7723-2008《固定式电子衡器》国家标准进行修订时,对汽车衡的承载器提出了刚度的要求,并针对其变形量提出了相对应的测试方法。

2. 蠕变或滞后

在前面曾经讲到,蠕变是一种“时间影响量”,而滞后又是与结构的刚度有关。

滞后:由于施加载荷的方向(加载或卸载)不同,衡器或称重传感器对同一载荷给出不同响应值的特性。

蠕变:固体材料在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象。对于一定类型的衡器(电子秤和弹簧秤)或称重传感器,因长时间加载后引起的、在没有增加载荷时存在的一个额外的形变或输出变化的过程。或者是放置一个载荷到承载器上之后马上读取的称量值,与该载荷持续保持在承载器上一段时间之后读取的称量值之差。

二、操作方法

在检定规程中仅仅告诉我们“每项试验后,在进行下一项试验前,应允许衡器充分恢复”。一是没有给出这个“充分恢复”的定量值;二是这个“每项试验后,在进行下一项试验前”是否必须。

1. 充分恢复

如何理解“充分恢复”这个概念?

如前所述,蠕变所产生的应变随时间延长而增加的现象,在对一台衡器(特别是大型衡器)进行加载和卸载时,由于加卸载的方法不同,所采用的标准器的不同,标准器的数量不同等因素,那么蠕变的应变量也就不同,而卸载后要使得这个应变量消失的时间也就不同。

承载器和称重传感器这些结构的刚度不同,也是影响“充分恢复”的一个重要因素。相对来讲1/800刚度的就比1/600刚度的承载器卸载后恢复的时间就短,采用40CrNiMoA制作的称重传感器,就比40Cr制作的刚度要恢复时间短(这里必须注意热处理方法的影响问题)。

2. 每一项检测前是否必须恢复

这个问题就要看此台衡器的结构情况,如前所述的承载器、称重传感器刚度都比较好,采用了比较大的标准器,而且有比较方便加卸载方法时,对于偏载试验等项目检定结束后,不一定需要恢复就可以进行下一项的检定工作。而对数字指示轨道衡检定时,由于其有非常方便的检衡车,可以一次快捷对轨道衡进行加卸载标准器,那怕是最大秤量的载荷,所以在进行下一项试验前,基本可以不考虑恢复时间的问题。

但是,如果没有足够的标准器时,不得已采用替代法对大型衡器进行检测时,由于替代法检测时需要的时间比较多。所以每一项检测后,接下一项检测前,必须允许被检衡器有充分的恢复时间。

3. 恢复时间

由于衡器结构本身存在着不同,其刚度、强度就必然不同,这样承载器在承受载荷后再卸去,结构变形所产生的滞后性能也必然不同,从计量性能上反映出的指标也就不同。所以,这个“恢复时间”也就不能一概而论地规定统一的指标。

建议在型式评价试验时,原则上采用一项试验结束后,下一项试验开始前,恢复时间应该为上一项试验所用时间的一半左右。

建议在进行检定试验时,应该视现场的检定条件,由检定人员与制造企业的安装人员协商确定。

三、恢复的意义

在目前我国众多制造企业生产的衡器产品中,许多产品的结构不一定能够保证有足够的刚度;在许多地方对大型衡器产品检定过程中,也不具备方便快捷的试验装备。所以,不可避免地会出现一些衡器由于没有采用“充分恢复”,而出现不合格的产品。

例如,一次在进行市场调研时,正好遇到在使用单位现场检定一台80t的汽车衡,所采用的检定标准器是每个重量为20kg的小砝码,检定人员依次按照规程检测称量性能,当80t的砝码全部加载在承载器后,使用单位邀请检定和服务人员去吃饭,我发现后马上与服务人员商量,要求他们将全部砝码卸载后再去。因为如果在2个小时吃完饭后,再递减检测几个秤量点的称量性能,卸载结束80t砝码后,检定人员如果不能让承载器恢复足够的时间,就有可能卸载后的汽车衡零点不能回到±0.5e范围内,那么产品就不合格了。

 

THE END

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