衡器检定是一项很严谨的工作，用其他物质代替标准砝码，对计量器具进行检定，是否符合法律、法规及检定规程的要求，检定方法、操作步骤是否合理、科学。都是我们在实际工作中，要面临和解决的问题。这需要我们，不仅要有严肃的态度，更要有丰富的业务知识，过硬的技术水平。这一工作看起来容易，但要做好，就没那么简单了。我们经过多年实践，积累总结出一套较为完整科学的替代检定方法，经过在多次实际工作的考验，证实比较科学合理，能够推广。由此本文做以如下介绍，介绍检定一台100吨的大型电子汽车衡，用20吨砝码进行替代检定的过程。希望同行在参阅时，就文章里的内容，提出意见和指正，以便我们提高和改进。
一、替代的理论依据
衡器检定，是按照国家计量检定系统表和计量检定规程JJG539—2016 《数字指示秤》内的要求进行的。这是两个指导具体工作的纲领性文件。我们的一切工作，都是以它为依据。按系统表要求，我们对汽车衡检定使用的M1级大砝码（500kg 、1000kg）和辅助用（附加砝码）砝码等，需要上一级检定机构对其进行检定，检定合格发放“检定合格证书”后，我们才能对下一级的电子汽车衡进行检定。这种从上到下过程，就是国家计量检定系统表中所要求的“量值传递”。量值传递过程中所使用的方法是，用直接比较法。具体说来就是借助于相应准确度的标准天平，将较高准确等级砝码的量值传递给较低准确度等级的砝码。衡量测量结果是否合格的依据是：测量结果的误差应不大于被测量允许误差的三分之一。而衡器检定就是对处于检定系统表末端的衡器（电子汽车衡）进行的量值传递，俗称“检秤”。相反从低级向高级的过程叫“溯源”。
在所有“替代检定”工作要开展前有一个条件，就是，该检定机构应当具有相应的检定资质。具体说来就是，要检定的电子汽车衡的最大量，要小于资质证书《社会公用计量标准证书》中的称量范围。如下面要检100吨电子汽车衡，检定部门的《社会公用计量标准证书》上的“最大测量范围”应大于或等于100吨。否则不能开展检定工作。用20吨砝码检定100吨秤，并不等于说有20吨砝码，就可以检所有大吨位的秤了。我们之所以用20吨砝码进行替代检定，是由于路途遥远运输不便，全量砝码没有到位，相对这次于要检定的100吨电子汽车衡来说，我们还有至少有30吨的储备量（按规定，计量检定机构应具备一半以上的最大测量范围的砝码）。
规程JJG539—2016 《数字指示秤》中对砝码替代做了具体的要求：当秤在其使用地点进行检定时，在符合一定条件的情况下，可以用替代物（其他质量稳定的载荷）来替代部分标准砝码。
符合替代的条件是：
① 若秤的重复性ER大于0.3e,使用的标准砝码质量至少为最大秤量的1/2；也就是说重复性小于等于0.3e的情况下，检定一台电子汽车衡所使用的标准砝码为汽车衡所要检定的最大称量的一半即可，二另一半可使用替代物来完成。
② 若秤的重复性ER大于0.2e,但不大于0.3e，使用的标准砝码质量可以减 少到最大称量的1/3；也就是说重复性在满足条件0.2e ﹤ ER ≤ 0.3e的情况下，检定一台电子汽车衡所使用的标准砝码，为汽车衡所要检定的最大称量的三分之一即可，另三分二可使用替代物来完成。
③ 若秤的重复性ER不大于0.2e,使用的标准砝码质量可以减少到最大秤量的1/5；也就是说重复性在满足条件ER ≤ 0.2e的情况下，检定一台电子汽车衡所使用的标准砝码为汽车衡所要检定的最大称量的20﹪即可，其余80﹪可使用替代物来完成。
上述重复性是用约为最大秤量1/2的载荷（砝码或任意其他质量稳定的载荷）在承载器上施加3次来确定的。本次采用50吨左右的汽车来确定重复性。
2、《规程》中关于重复性的要求是：
① 用约50﹪最大秤量的载荷进行一组测试，在承载器上进行3次称量，读数在每次加载后和卸载后示值达到静态稳定时进行。
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② 在每次称量时，零点应重新置零，两次加载和卸载后不必确定其零点误差。
③ 若有零点跟踪装置，在检定中应处于运行状态。
二、检定方法和步骤
按《规程》要求具体方法步骤如下：
1、 现场准备标准砝码20吨，准备的替代物（砂石或成袋的粮食等）约80吨（分为4组，每组约20吨），准备替代4次。10e（100kg用于摆脱零点跟踪）砝码。10个1kg ，0.1e( 确定替代物的量是在e ＝ 10kg，0 ～ 30吨区间内做的，之所以在此区间内做，目的是使测得的量值更准确。然后再调至e ＝ 50kg，0 ～ 100吨区间) 的附加小砝码。
2、准备一辆重约50吨左右（在别的秤上称出其质量）的货车。
3、用车辆对这台要检的秤，先进行粗略的标定，最大称量为100吨。然后开始测量重复性。
4、将汽车反复开上秤的同一点3次，测得3个示值I1 、I2 、I3。通过公式：E ＝ P － L ＝I ＋ 0.5e － △L － L 计算得E1、E2、E3。在计算结果E1、E2、E3中找出误差的最大值Emax，最小值Emin，计算重复性ER （ER ＝ Emax － Emin），看ER 是否满足条件, ER ≤ 0.2e 。如果满足,就可开始进行“替代检定”；如果不满足ER ≤ 0.2e ,则“替代检定”不能进行。在满足条件ER ≤ 0.2e 的情况下，开始按以下步骤进行“替代“检定。
①用20吨砝码对该秤进行标定，分度值e ＝ 10kg ,最大量为30吨。
②标定完成后，将20吨砝码全部从秤上移下。
③向秤体上放10e(100kg)砝码，摆脱零点跟踪，此时仪表显示I1
④向秤体上放置20吨砝码，均匀摆放，仪表显示I2（I2 ＝ I1 ＋20吨）
⑤向秤上加附加小砝码△L1（附加小砝码为10个0.1e砝码，e ＝10kg）,直到示值变成I2＋e出现闪变点为最佳。
⑥撤下20吨砝码，其余100kg和△L1两种砝码依然放置在秤上都不要动。
⑦往秤体上放第一组替代物，直到示值变成I2＋e（与放20吨砝码的状态一样），出现闪变点处为最佳。视这时的替代物质量为ｍ1，则ｍ1为第一组替代物的质量。
⑧撤下替代物ｍ1并妥善保管，其余100kg和△L1两类砝码都在秤上仍不要动。
⑨再往秤体上放第二组替代物，直到示值变成I2＋e，还是以出现闪变点处为最佳。视这时的替代物质量为ｍ2，则ｍ2为第二组替代物的质量。
⑩以此类推直到得到测得到第四组替代物ｍ4为止。这时我们已经拥有ｍ1、ｍ2、ｍ3、ｍ4 四组共80吨替代物，加上20吨标准砝码共有100吨的量，因此可以对这台秤进行100吨最大称量的标定。接下来按仪表正常使用步骤，对该秤进行100吨标定即可。 注意，《按规》程要求100吨电子汽车衡的分度值应设为e ＝ 50kg。
三、误差的计算
在检定的过程中涉及到的计算公式：
误差计算公式：E ＝ P － L ＝I ＋ 0.5e － △L － L ( 1 )
式 中：E 误差 、 P 化整前示值、 L标准砝码 、I仪表示值、 e 检定分度值、△L附加小砝码
重复性误差的计算：ER ＝ Emax－Emin， ( ２ )
式 中：ER 重复性、 Emax 重复性误差最大值、Emin 重复性误差最小值。
Emax、Emin 由公式（1）分别求得。
论文作者:刘思聪
论文发表刊物:《科技中国》2018年5期
论文发表时间:2018/8/10
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