三分之一計量原則

1、精品文庫 歡迎下載9 * 衡器計量培訓講義 第一章概述 衡器的概念 國際法制計量組織（OIML）1992年公布的衡器的定義為：利用作用在物體上的重力來確定該物 體質(zhì)量的計量儀器（該儀器也可用來確定作為質(zhì)量函數(shù)的其它量值、數(shù)值、參數(shù)或特征）稱之為 衡器”根據(jù)國家標準GB/T14250 1993對衡器的定義：利用作用在物體上的重力等各種稱量原 理，確定質(zhì)量或作為質(zhì)量函數(shù)的其它量值、數(shù)值、參數(shù)或特征的一種計量儀器 衡器的發(fā)展簡史 衡器名稱由來可溯源于 度量衡”一詞。所謂 度量衡”通常是指：用各種尺子測量物體的長短，稱 之為度”；用各種容器（斗、升和量杯等）測量物體的容積稱之為量”；用各種秤測量物體的

2、質(zhì)量 稱之為 衡”據(jù)辭海解釋：測長短之器度；測大小之器為量；測輕重之器為衡”這里的 衡” 就是指衡器。 第二章 衡器計量基礎(chǔ)知識 第一節(jié)質(zhì)量和重量 質(zhì)量 衡器計量的對象是物體或物質(zhì)的質(zhì)量， 衡器計量類屬質(zhì)量計量。質(zhì)量是自然界中最基本、最主要、 最常用的一個物理量，質(zhì)量的計量單位 千克”上國際單位制SI中7個基本單位之一。清楚地了解 質(zhì)量的概念是衡器計量的最基本要求。 引力質(zhì)量 引力質(zhì)量的理論依據(jù)是牛頓萬有引力場的源泉，都能產(chǎn)生引力場，同時也都受到別的物體產(chǎn)生的 引力場的作用。物體的這一屬性稱為引力質(zhì)量，它是通過著名的牛頓萬有引力定律表現(xiàn)出來的。 不考慮物體幾何形狀和體積大小而將其質(zhì)量集中于一點

3、的物體稱為質(zhì)點，則牛頓萬有引力定律告 訴我們：具有質(zhì)量分別為 m1和m2且相隔距離的R的任意兩個質(zhì)點之間的力，是沿著連接該兩 質(zhì)點的直線而作用的吸引力。其大小為 F=G （ 1 1） 式中：m1,m2 分別為質(zhì)點（物體）1和質(zhì)點（物體）2的引力質(zhì)量（kg）； R為兩質(zhì)點間的距離（m ）； G 比例系數(shù)（萬有引力常數(shù)），G=6.6720 X10 Nm /kg ; F兩質(zhì)點間的相互引力（N ）。 需要說明的是萬有引力 F是個矢量，兩個質(zhì)點之間的引力是一對作用力和反作用力。若假定質(zhì)點 1對質(zhì)點2的引力方向為正，則質(zhì)點2對質(zhì)點1的引力方向為負。即兩個物體間的引力大小相等, 方向相反。 式（1 1）說明

4、，兩質(zhì)點間萬有引力大小與它們質(zhì)量乘積成正比。由此可以看出，引力質(zhì)量是質(zhì) 點間引力大小的量度。式（1 1）是對兩個質(zhì)點而言的。如果要確定有一定大小的物體（而不是 質(zhì)點）之間的引力時，就要將每個物體分成許多個質(zhì)點，然后用積分計算所有質(zhì)點之間的引力。 但假如兩物體的大小同它們之間的距離相比微不足道時（比如地球和太陽），則它們通常就可以 被看做上質(zhì)點。 萬有引力定律無形中還包含這樣一個事實，即兩質(zhì)點之間的引力大小與其它物體的存在或所在空 間的性質(zhì)無關(guān)。 絕大多數(shù)衡器計量所得被測物體的質(zhì)量為引力質(zhì)量。 慣性質(zhì)量 慣性質(zhì)量的理論依據(jù)是牛頓第二定律。 在日常生活中人們發(fā)現(xiàn)，運動員在賽跑時，要從疾跑中停下來需

5、要一定的時間，這是因為物體具 有慣性。另外，用同樣大小的力作用于不同物體時，會產(chǎn)生不同的效果。比如，一個人推動一輛 自行車非常容易，要想推動一輛汽車顯得非常難，這個例子給我們一個定性回答，即同樣的力施 加在不同的物體上所產(chǎn)生的加速度不相同，這是因為它們的質(zhì)量不同。牛頓第二定律解釋了上述 現(xiàn)象。力、加速度和質(zhì)量之間的關(guān)系為 F=ma （ 1 2） 式中：F物體所受的合外力（N）; a 物體受力后所獲得的加速度（m/s ）； m 物體的質(zhì)量，即慣性質(zhì)量（kg ）。 由式（1 2）可見，在慣性系統(tǒng)中，物體的加速度與作用在物體上的合外力成正比，與該物體的 慣性質(zhì)量成反比。 物體質(zhì)量是物體的一種屬性，對

6、于不同質(zhì)量的物體，在相同外力作用下，質(zhì)量大的物體所產(chǎn)生的 加速度??；反之，質(zhì)量小的物體所產(chǎn)生的加速度大?；蛘哒f質(zhì)量小的物體慣性小，質(zhì)量大的物體 慣性越大。慣性質(zhì)量描述了物體慣性大小的量度。 （三）質(zhì)量的定義 引力質(zhì)量和慣性質(zhì)量是從不同的物理現(xiàn)象引入的，因而從概念上講是不同的。大量的科學實驗證 明，在實驗的準確度范圍內(nèi)，任何物體的引力質(zhì)量的量值和其慣性質(zhì)量的量值都相等，只是它們 反映了同一物體的兩種不同的屬性。因此，在我們的實際生活和工作中也就沒有必要嚴格區(qū)分物 體的質(zhì)量究竟是引力質(zhì)量還是慣性質(zhì)量，而統(tǒng)稱為質(zhì)量。從而得出質(zhì)量的定義：質(zhì)量是物體固有 的一種物理屬性，它既是物體慣性大小的量度，又是物

7、體產(chǎn)生引力大小的量度。 質(zhì)量的計量單位是千克，符號是 kg，它等于國際千克原器的質(zhì)量。國際千克原器保存在法國巴黎 國際計量局，它用90%鉑和10%銥的鉑銥合金制成，幾何形狀是高和直徑均為39mm的圓柱體。 國際千克原器是國際單位制中 7個SI基本單位中，惟一仍在使用的實物基準。 質(zhì)量的特點：質(zhì)量是物體固有的一種屬性，對確定的物體其質(zhì)量值是一個恒定不變的標量。 重量、重力 物體的重量就是物體重力的大小，數(shù)值等于質(zhì)量值與重力加速度值的乘積。 （一）重力 根據(jù)牛頓萬有引力定律， 位于地球表面及其附近的任何物體，都要受到來自地球中心的引力作用。 此外，由于地球在不停地自轉(zhuǎn)，除兩極外，這些物體還要受到慣

8、性離心力的作用，兩者的矢量和 就是物體所受的重力。物體的重力就是地球?qū)ξ矬w的萬有引力與該物體隨地球自轉(zhuǎn)而引起的作用 在物體上的慣性離心力的矢量和。 物體在重力場中受重力作用。根據(jù)牛頓第二定律可知，自由下落的物體在重力場作用下必將獲得 加速度，我們通常把這個加速度稱為重力加速度。如果物體的重力加速度和物體的質(zhì)量已知，我 們就可以通過牛頓第二定律求出物體的重力。其數(shù)學表達式為 W=mg 式中：W物體的重力; m物體的質(zhì)量； g 重力加速度。 重力是一種力，因此它具有力的三要素，即力的大小、方向及作用點。物體的重力方向與加速度 方向相同，總是垂直于地面。 重量的概念 物體所受重力的大小稱不重量。因此

9、物體的重量等于物體的質(zhì)量乘以重力加速度，即 W=mg 式中：W物體的重力（N）; m物體的質(zhì)量（m ）； g 重力加速度（m/s ）。 重力加速度是在重力的作用下物體落向地面的加速度。由于地球是一個近似球體，地表的高低不 平，地球各處的地質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，地殼的變形，地球轉(zhuǎn)軸的擺動和轉(zhuǎn)速的變化，其它天體對地球引 力的變化以及地球表面的大氣潮和海洋潮變化的影響等，地球各點的重力加速度值是不同的、變 化的，盡管這種變化可能是相當緩慢和微小的。因此，重力加速度是一個變量，隨地理位置、海 拔高度、氣象條件的變化而變化。人們將物體在北緯 45。海平面測得的重力加速度稱為標準重力 加速度，即 g =9.8066

10、5 m/s 重量實質(zhì)是個力值的概念，且隨著重力加速度的不同而變化，重量的計量單位是牛頓，符號為N。 質(zhì)量和重量的區(qū)別 通過對質(zhì)量與重量的討論可知，質(zhì)量和重量是兩個完全不同的物理量。 1 .定義不同 質(zhì)量是物體所固有的一種物理屬性，是物體慣性大小和引力大小的量度；重量則表示物體所受重 力的大小，其值等于物體的質(zhì)量與重力加速度的乘積。 2.計量單位不同 質(zhì)量的計量單位千克（符號 kg）是SI基本單位，而重量的計量單位則是牛頓（符號 N），是SI 導(dǎo)出單位。 3.特點不同 在物體運動速度遠遠小于光速時，質(zhì)量是一個恒定不變的量；重量則是一個力的概念，其值大小 隨地理位置、海拔高度等因素而發(fā)生變化。 第

11、二節(jié)衡量原理 衡量，是通過衡器來確定物體的質(zhì)量的過程。例如，用電子計價秤稱量商品的質(zhì)量，用臺秤稱量 進出廠物料的質(zhì)量等。衡量有時也稱為稱量”。 衡量的方式有很多種，按其衡量原理分為杠桿原理、彈性組件變形原理、液壓原理和力 電轉(zhuǎn)換 原理。 杠桿原理 1 29所示，o為杠桿支點，A為杠桿重 點，La和Lb表示兩臂長，mo為已知砝碼的質(zhì)量，m為被稱量物體的質(zhì)量。 根據(jù)杠桿平衡原理：當杠桿平衡時，作用于杠桿上的力對支點的合力矩等于 絕大多數(shù)的機械式衡器都是根據(jù)杠桿原理制成的。如圖 0。其平衡方程式為 mgLa=mogLb 由于杠桿兩端重力加速度 g相等，故式上式可寫成 m=mo 由此得到被稱物體的質(zhì)量

12、。 彈性組件變形原理 彈性組件變形原理的理論依據(jù)是虎克定律，即在彈性限度內(nèi)，彈性物體的變形量與產(chǎn)生此變形量 的外力成正比。 L=KF 式中：F 作用在彈簧上的外力; L 彈簧的伸長量; K比例系數(shù)（取決于彈簧材料的彈性系數(shù)）。 彈性組件的的形式很多，彈簧秤的彈性組件是彈簧；稱重傳感器中還常用應(yīng)變片、應(yīng)變絲作為敏 感組件。下面分析彈簧秤的工作原理。圖1 30所示為彈簧秤結(jié)構(gòu)示意圖。設(shè)不衡量物體時，彈 簧秤彈簧長度為Lo，將質(zhì)量為m的物體掛在彈簧秤的小鉤上，彈簧秤在物體的重力W=mg作用 下由Lo拉長到L,彈簧伸長后產(chǎn)生彈力，彈力與物體重量相相平衡時，固定在彈簧上的指針停止 在標牌的某刻度處。根據(jù)

13、胡克定律可知： L Lo=KW 或 L=Kmg=K m (1 31) 式(1 31)表明，彈性組件變形量的大小與物體的重力成正比。通過測量被秤量物體作用于彈性組 件上的變形量，可實現(xiàn)物體的質(zhì)量計量。 三、力一電電轉(zhuǎn)換原理 力電轉(zhuǎn)換原理是通過力 一電轉(zhuǎn)換組件將作用于其上的被測物體的重力按一定的函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn) 換為電量(電壓、電流、頻率等)輸出，然后用測量顯示儀表將被測物體的質(zhì)量顯示出來。 由力一電轉(zhuǎn)換組件構(gòu)成的衡器稱為電子衡器。電子衡器通常由稱重傳感器、顯示儀表和承 重傳力系統(tǒng)構(gòu)成。稱重傳感器是電子衡器的核心，根據(jù)力一電轉(zhuǎn)換組件的不同形式，常用的稱重 傳感器形式有電阻應(yīng)變式稱重傳感器、電容式稱重傳感

14、器、壓電式稱重傳感器等。 四、液壓原理 禾U用液體壓力傳遞的性質(zhì)，根據(jù)液面平衡、壓強相等原理，衡量得出質(zhì)量的大小。利用液 壓原理制成的液壓秤并不多見。 第三節(jié)衡器的分類 衡器的種類繁多，其分類方法也不盡相同。本節(jié)介紹幾種常見的衡器分類方法。 按操作方式分類 根據(jù)衡器的操作不同, 衡器分類表 把衡器分為非自動衡器和自動衡器兩類(見下表)。 桿枰 鉤秤、盤秤、戥秤 臺案秤 計數(shù)秤、機電結(jié)合臺案秤、臺秤檢定器 地秤 吊秤 固定式杠桿秤、電子地秤、度盤地秤、 機械吊秤、電子吊秤 機電結(jié)合秤、光柵秤 專用秤 飛機秤、定時秤 體重秤、嬰兒秤、郵件秤、包裹秤、 行李秤、打包秤、售糧秤、病床秤、 軌道衡 機械

15、靜態(tài)軌道衡、靜態(tài)電子軌道衡、 義盤軌道衡、光柵數(shù)顯軌道衡 移動式杠桿秤、度盤臺案秤、電子臺案秤、彈簧度盤秤、光柵臺秤、計價秤、 容器秤 皮帶秤 渡輪式機械皮帶秤、電子皮帶秤、 核子皮帶秤 定量打包秤 定量包裝秤、定量罐裝秤、重力式自動裝料秤、自動定量秤 自動料斗秤 自動料斗秤、自動配料秤 自動檢驗分選秤 自動稱重檢驗秤、自動重量分選秤 自動軌道衡 動態(tài)稱量軌道衡 其它專用自動秤 1非自動動衡器 非自動衡器，又稱非自動秤，它是指在稱量過程中需要人員操作（例如向承載器加放或卸去載荷 或取得結(jié)果）的秤。對此類秤的指示或打印的稱量結(jié)果均用 示值”一詞來表述，是可以直接觀察 的。目前制造和使用的衡器 9

16、5%以上屬于非自動衡器。 2 自動衡器 自動衡器，是指在稱量過程中無需操作者干預(yù)就可獲得稱量結(jié)果的衡器，例如皮帶秤、自動定量 秤、電磁吸盤吊秤及自動軌道等。 非自動秤可以是自動指示的和非自動指示的。 非自動指示秤是指完全靠人員員操作來取得平衡位置的秤。主要包括各種機械杠桿秤，如移動式 的案秤、臺秤；固定式的地秤、機械吊秤等。需要靠操作者向承重板上加、卸載茶荷以及移動游 鉈或加放增鉈才能得到稱量結(jié)果。 自動指示秤是指無人人操作即可取得平衡位置和稱量結(jié)果的秤。例如電子計價秤、電子汽車秤、 度盤秤等，只要操作者將重物加放在秤盤或承重臺上，衡器再無需人員操作，便能自動達到平衡, 并將稱量結(jié)果指示出來。

17、這里需要說明的是自動衡器和自動指示秤是兩個不同的概念，不能將自 動指示秤誤認為自動衡器。 非自動秤按指示方式不同，又可分為仿真指示秤和數(shù)字指示秤。模擬指示秤，指以彈簧或機械杠 桿為稱重組件，由指針和度盤指示的秤，如彈簧度盤秤、度盤秤等。 置的秤，如電子計價秤、電子臺秤、固定式臺秤、固定式電子秤等。 數(shù)字形式指示。 數(shù)字指示秤，指裝有電子裝 這些電子秤的稱量結(jié)果均以 按準確度等級分類 非自動衡量儀器（包括天平和秤）的準確度分為4個等級，即 種準確度級（1級）； 高準確度級（2級）； 中準確度級（3級）； 普通準確度級（4級）。 其中，特種準確度級特指天平，而非自動秤的準確度等級通常為 非連續(xù)累計

18、自動衡器共分為 4個等級，即0.2級、0.5級、 3級和4級。 1.0級、2.0級。其中0.2級和0.5級 相當于3級秤，1.0級和2.0級相當于4級秤。 三、按衡量原理分類 按衡量原理的不同，衡器可分為杠桿原理式、彈性組件變形式、 四、按用途分類 按使用目的的不同，衡器可分為商用秤、工業(yè)秤和專用秤 3類。 電轉(zhuǎn)換式和液壓秤4類。 1 .商用秤 一般用于商業(yè)流通領(lǐng)域，屬商業(yè)貿(mào)易計量器具，如杠桿秤、案秤、臺秤、度盤秤、電子計價秤及 軌道衡等。 2.工業(yè)秤類 一般用于礦山、冶金、機械、煉鋼、化工、紡織、輕工、交通運輸?shù)炔块T，如地秤、定量秤、配 料秤、電子吊秤、電子皮帶秤和稱量車等。 專用秤類 一般

19、用于國防、礦山、冶金、機械、煉鋼、化工、紡織、輕工、交通運輸?shù)炔块T，稱量（或配置） 某種特定物質(zhì)，如比例秤、飛機秤、包裹秤及包裝秤等。 五、按管理性質(zhì)分類 衡器按其管理性質(zhì)可分為強制管理衡器和非強制管理衡器兩類。 1 . 強制管理衡器 按我國計量法規(guī)定，凡用于貿(mào)易結(jié)算、安全防護、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測等方面的衡器一律實行強 制管理，即實行實行強制檢定。屬于強制檢定的衡器包括各種各樣的商業(yè)秤以及用于上述目的的 各種衡器。 非強制管理衡器 3. 除了強制管理衡器之外，用于其它目的或企業(yè)用于工藝過程的各種不同種類的衡器屬 非強制管理衡器，不進行強制檢定。此外，還可以按其結(jié)構(gòu)形式分為機械式秤、機電結(jié)合秤和

20、電 子秤三大類；按計量方式又可分為靜態(tài)計量衡器和動態(tài)計量衡器等等。 第四節(jié)秤的計量特性和計量性能 秤的計量量特征 秤的計量特征參數(shù)主要包括最大秤量、最小秤量、最大安全載荷、實際分度值、檢定分度值和檢 定分度數(shù)等，下面分別予以介紹。 1.最大秤量 指不計算添加皮重在內(nèi)的最大秤量能力，用Emax表示。 2.最小秤量 指載荷少于該值時，稱量結(jié)果可能產(chǎn)生過大的相對誤差，用Emin表示。 最小秤量又稱秤量下限，它與無效的稱量就形式上而言是同一問題，但實際上是有區(qū)別的。無效 稱量，指在該秤量內(nèi)的稱量結(jié)果不可信賴。而最小秤量則指秤量內(nèi)的稱量結(jié)果是否可以信賴，要 根據(jù)被稱量對象所需要的準確度而定。 衡器最小秤

21、量與最大秤量之間的范圍稱為衡器的稱量范圍，簡稱稱量范圍。 3.實際分度值 指以質(zhì)量為單位表示的下述數(shù)值: (1) 對模擬示值，系指相鄰兩個刻線對應(yīng)值之差。 (2) 對數(shù)字示值，系指相鄰兩個示值之差。 實際分度值用d表示。國家標準規(guī)定秤的設(shè)計制造實際分度值必須滿足1X10 kg，2X10 kg，5X10 kg的形式，其中k為正整數(shù)、負數(shù)或零。 4. 檢定分度值 系指用于對秤分級和檢定時使用的，以質(zhì)量單位表示的值，用e表示。 檢定分度值是一個假定的值，不像實際分度值(d)那樣刻在標尺上或出現(xiàn)在顯示器上，而只是在 標尺上或銘牌上加以標志。假定一個檢定分度值的目的一是為了劃分準確度等級，二是為了用于

22、在檢定時確定允許誤差。 E雖是假定的，卻不是任意的，它受d的制約。E和d之間存在下述關(guān) 系： (1) 在有刻度而無輔助指示裝置的衡量儀器上，e=d。如分度值等于100g，檢定分度值 (e)也必須要等于100g。 在無刻度的衡量儀器上，e是由制造廠根據(jù)準確度等級等參數(shù)確定的。 (2) 在具有輔助指示裝置的1級、2級衡量儀器上，則要求 d e 10d，且 e=10 kg 式中，k為正、負整數(shù)或零。 5. 檢定分度數(shù) 系指最大秤量與檢定分度值之商，用n表示。 n=Emax/e 需要注意的是，不要把檢定分度數(shù)簡單理解為必須在標尺上或度盤上全部刻出來的分度個數(shù)。對 標尺秤來說，標尺分度數(shù)是真實存在的，其

23、它情況下檢定分度數(shù)僅是一個計算值，不代表標尺上 實有的分度數(shù)目。 秤的誤差 示值誤差 6. (1 ) 秤的示值與質(zhì)量約定 qinqin 寶寶 (2008-10-16 11:24:10) 以上是衡器內(nèi)的培訓教材. 如需長度.電學方面的計量教材.可與我聯(lián)系. 樓主給我加分吧.嘿嘿朝 碰麵） duomeiti (2008-10-17 io：35：o3) 1適用范圍 適用于SEW工作計量器具和計量標準器具。其目的是正確選配計量器具，保證處于合理配置、 使用狀態(tài)。 2配置原則 從測量特性、技術(shù)特性、經(jīng)濟特性等因素進行考慮，其中最關(guān)鍵的是測量特性的選擇，特別是不 確定度是保證測量結(jié)果準確可靠的首要條件。即在不確定度滿足預(yù)期使用條件下，還應(yīng)考慮其它 測量特性，如穩(wěn)定度、量程、分辨力，同時還應(yīng)考慮成本、檢定校正方法以及使用維護方便性等 條件。配置數(shù)量應(yīng)把握尺度，符合檢測業(yè)務(wù)需要，避免配置過量或不適用計量器具導(dǎo)致閑置、浪 費公司財產(chǎn)。一般小型量具專人專用，中性、大型精密貴重量具可配置 12件。 3.1 號 正。 3術(shù)語定義 XXX spn 不確定度：指與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)，表征合理地賦予被測量之值的分散性。參數(shù)值無符 可用標準偏差或標準偏差的倍數(shù)表示，表明測量值的分散性，不能根據(jù)其對測量結(jié)果進行修 常用