降低企業(yè)地磅稱重誤差的措施

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

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多萬噸,價(jià)值20多億元;還有大量的燃料及輔料10多萬噸,價(jià)值1億多元;每年產(chǎn)出電鉛和電鋅20多萬噸,價(jià)值30多億元;硫酸26萬多噸,價(jià)值3千多萬元。鉛鋅精礦、燃輔料、電鉛、電鋅及硫酸都是以其重量作為貿(mào)易結(jié)算依據(jù)。每年近百萬噸的物料都是靠秤一秤一秤稱出來的,每一秤的誤差如果按國家檢定規(guī)程的最大允許誤差算,每年的累計(jì)損失價(jià)值為1千多萬元。為了維護(hù)公司的利益和信譽(yù),我們采取了一系列管理和技術(shù)措施來降低秤的稱重誤差,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)品稱重的秤為最大秤量2t的緩沖式電子平臺(tái)秤,準(zhǔn)確度等級(jí)為Ⅲ級(jí),使用中的最大允許誤差為±2kg。每年電鋅產(chǎn)量10萬多噸、電鉛產(chǎn)量近10萬噸,合計(jì)20萬噸,每噸年平均價(jià)格1.5萬元,即15元/kg。2種金屬都是將小錠產(chǎn)品堆碼打捆后進(jìn)行稱重,重量以捆計(jì),每捆重量1t(±100kg),也就是說每年要稱20萬秤。如果每秤有2kg的誤差,每年的誤差量相當(dāng)于400t的金屬量,價(jià)值600萬元。由此可看出,每秤.只要有 0.1kg 的誤差，每年誤差的累計(jì)價(jià)值也是 30 萬元，所以非常有必要降低主產(chǎn)品秤的稱重誤差。

2.2  地磅每年進(jìn)出公司的 80 萬噸大宗物料都是通過地磅進(jìn)行稱重，一般每車?yán)?/span> 25t～30t，要稱 3萬秤左右。我們使用的是梅特勒—托利多公司制造的最大秤量 80t 的數(shù)字式稱重傳感器地磅，準(zhǔn)確度等級(jí)為Ⅲ級(jí)，使用中的最大允許誤差為±60kg。按最大誤差算，3 萬秤的誤差量相當(dāng)于1800t 物料量，平均按 3000 元 / 噸算，價(jià)值為 540萬元。由此可看出，每車只要有 10kg 的誤差，每年誤差的價(jià)值也就是 90 萬元，所以降低地磅的稱重誤差是勢(shì)在必行的。

3  小誤差稱重的措施

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)品稱重點(diǎn)配備了每個(gè)質(zhì)量為 1t 的砝碼 2 個(gè) （精度等級(jí)：M1 級(jí)），要求檢斤人員每天稱重之前和稱重結(jié)束后都必須用 2 個(gè)大砝碼對(duì)秤進(jìn)行檢驗(yàn) （要求被寫入主產(chǎn)品秤使用操作規(guī)程）。稱重前檢驗(yàn)時(shí)，只有秤顯示無誤差 （<0.5kg） 方可使用，有誤差必須停用并通報(bào)衡器檢定人員處理；稱重結(jié)束后檢驗(yàn)時(shí)，秤顯示無誤差或有±1kg 誤差，此批或當(dāng)天稱重結(jié)果有效。否則結(jié)果無效，要通報(bào)衡器檢定人員處理并重新稱重。為了不影響主產(chǎn)品的稱重，我們?cè)诿總€(gè)稱重點(diǎn) （共計(jì) 3 個(gè)）配備了 2 臺(tái)秤 （一備一用）。每秤稱 1t 的重量而用2t 砝碼檢驗(yàn)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(yán)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)過大或抵死 （這樣，當(dāng)秤體受到水平?jīng)_擊力時(shí)，稱重傳感器連接件能很好復(fù)位，可降低秤重復(fù)性誤差、提高秤的穩(wěn)定性）；空秤時(shí) 4 只稱重傳感器受力要基本一致 （用數(shù)字式萬用表測(cè)量每只稱重傳感器的輸出毫伏值確定），即無稱重傳感器受力太小 （懸空） 或受力太大 （保證稱重時(shí)，稱重傳感器受力均衡，避免某一稱重傳感器受力過大或過小帶來較大的超量程誤差）。

3.1.3  每個(gè)月對(duì)秤檢定、校準(zhǔn)一次 （國家檢定規(guī)程規(guī)定的檢定周期一般為一年）。檢定、校準(zhǔn)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 以內(nèi) （國家檢定規(guī)程的允許誤差±1 kg，即最大值－最小值可為 2 kg），避免稱重時(shí)，重物放偏后帶來較大的偏載誤差。

3.1.3.2線性誤差和重復(fù)性誤差控制在 0.5 kg以內(nèi)。

3.1.3.3當(dāng)重復(fù)性誤差大于 0.5 kg 時(shí)，要對(duì)秤體進(jìn)行檢查維護(hù)，檢查是否有限位螺栓、傳感器緊固螺栓、預(yù)緊螺栓及接線盒里接線端子的壓緊螺釘松動(dòng)的問題；對(duì)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(hù)、連接件球面磨損明顯的要及時(shí)更換。

3.1.3.4對(duì)主產(chǎn)品秤使用人員進(jìn)行培訓(xùn)，使其了解秤的原理、性能，掌握使用維護(hù)操作規(guī)程，每天稱重前對(duì)秤進(jìn)行點(diǎn)檢，做好點(diǎn)檢和檢驗(yàn)記錄。

3.2地磅

3.2.1為了避免地磅長期的大誤差稱重及時(shí)了解地磅誤差的情況和變化趨勢(shì)，采用每周用同一臺(tái)重量在 50t 左右的載荷汽車在 3臺(tái)地磅 （共計(jì)使用 3 臺(tái)，一備兩用） 進(jìn)行稱重偏差比對(duì) （要求被寫入電子汽車衡使用操作規(guī)程）。

3.2.1.1  3 臺(tái)地磅的稱重?cái)?shù)據(jù) （顯示值） 之差 （最大值－最小值） 為零 （概率很小）或 20kg （概率較大） 時(shí)，我們認(rèn)為 3 臺(tái)電子汽車衡處于小誤差稱重狀態(tài) （誤差小于 20kg），3 臺(tái)地磅可繼續(xù)使用。

3.2.1.2  3 臺(tái)地磅的稱重?cái)?shù)據(jù)之差為40kg，我們認(rèn)為 3 臺(tái)地磅中的某一臺(tái)可能有較大誤差 （40kg），需要關(guān)注，3 臺(tái)地磅可繼續(xù)使用。

3.2.1.3  3 臺(tái)地磅的稱重?cái)?shù)據(jù)之差為60kg 及以上時(shí)，我們認(rèn)為 3 臺(tái)地磅的某一臺(tái)可能有大誤差 （大于 60kg），這一臺(tái)就是稱重?cái)?shù)據(jù)偏離其他兩臺(tái)稱重?cái)?shù)據(jù)較大的一臺(tái)的概率較大，同時(shí)根據(jù)上一次或上幾次的比對(duì)情況進(jìn)行分析，可基本判定是那一臺(tái)的誤差較大，檢查其無機(jī)械和電氣問題后對(duì)其檢定和校準(zhǔn)，而其它兩臺(tái)稱重?cái)?shù)據(jù)接近的、同時(shí)出現(xiàn)大誤差的概率小 （2 個(gè)同時(shí)出現(xiàn)的事件是積概率事件，可能性較小），可繼續(xù)使用。

3.2.1.4 3 臺(tái)地磅的稱重?cái)?shù)據(jù)之差連續(xù) 2 次以上或多次比對(duì)出現(xiàn)為 40kg 時(shí)且都是同一臺(tái)偏離其他 2 臺(tái)秤 （稱重?cái)?shù)據(jù)相同） 較大或較小，則認(rèn)為此臺(tái)秤的誤差較大，檢查其無機(jī)械和電氣問題后對(duì)其檢定、校準(zhǔn)，而其它兩臺(tái)秤可繼續(xù)使用。

通過對(duì) 1 臺(tái)地磅的檢定可知其他 2 臺(tái)電子汽車衡使用誤差的基本情況，視情況看是否有必要對(duì)其他 2 臺(tái)進(jìn)行校準(zhǔn) （因?yàn)槭切「怕适录?，未發(fā)生過）。

要求衡器檢定人員調(diào)試地磅時(shí)嚴(yán)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?shù)较尬粨醢澹粴鉁氐蜁r(shí)間隙不大

3mm。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)本地區(qū)氣溫最高 （接近 30℃）時(shí)和氣溫最低 （接近 0℃） 時(shí)秤體 （長 15m） 的熱脹冷縮在 0mm～4mm。所以，根據(jù)季節(jié)變化要經(jīng)常觀察和調(diào)整限位間隙，這樣稱重時(shí)，汽車使秤體產(chǎn)生的晃動(dòng)能較快停止和稱重傳感器能很好復(fù)位，可降低秤的重復(fù)性誤差、提高秤的穩(wěn)定性。

所有稱重傳感器 （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），即無稱重傳感器懸空或受力太

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

每半年對(duì)地磅檢定、校準(zhǔn)一次（國家檢定規(guī)程規(guī)定的檢定周期一般為一年），注意避開有四級(jí)以上風(fēng)力的季節(jié)或時(shí)段檢定、校準(zhǔn)。

檢定、校準(zhǔn)地磅時(shí)，偏載誤差控制在±10kg之間 （國家檢定規(guī)程的最大允許誤差為±20kg），避免稱重時(shí)帶來較大的偏載誤差。線性誤差控制在 10kg （最大秤量時(shí)） 以內(nèi)且檢定、校準(zhǔn)到最大秤量。

3.2.5 對(duì)地磅使用人員進(jìn)行培訓(xùn)，使其了解地磅的原理、性能，掌握使用維護(hù)操作規(guī)程。每天稱重前對(duì)地磅進(jìn)行點(diǎn)檢，做好點(diǎn)檢和稱重偏差比對(duì)記錄。

4 硬件投入

主產(chǎn)品稱重

6 最大秤量 2t 緩沖式電子平臺(tái)秤，價(jià)值 30 多萬

元。秤體為雙層結(jié)構(gòu)，剛度好，秤臺(tái)面受沖擊后不易變形、經(jīng)久耐用，雖然原廠家結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有一些問題，但經(jīng)我們技術(shù)改造達(dá)到了理想的要求，稱重傳器容量較大 （2t），耐沖擊，穩(wěn)定性較好；儀表為金鳥儀表，廠家已推出多年，屬成熟機(jī)型。

因此，秤的整體性能穩(wěn)定、可靠。

6 個(gè)精度等級(jí)為 M1 級(jí)的大砝碼 （每個(gè)1t），價(jià)值 3.6 萬元。主產(chǎn)品稱重點(diǎn)都有行車，有了行車配合及使用大砝碼使秤的檢定、校準(zhǔn)及檢驗(yàn)非常方便快捷和容易。

配備電腦及打印機(jī)，實(shí)現(xiàn)稱重?cái)?shù)據(jù)的微機(jī)處理及打印，避免了人為差錯(cuò)。

大宗物料稱重

3 臺(tái)最大秤量 80t 數(shù)字式稱重傳感器地磅，儀

表為 T800，價(jià)值 100 多萬元。由于是數(shù)字式稱重傳感器，所以秤偏載誤差采用軟件校準(zhǔn)，方便、

快捷、準(zhǔn)確。因此，秤的整體性能穩(wěn)定、可靠。

80 個(gè)精度等級(jí)為 M1 級(jí)的大砝碼 （每個(gè)1t），價(jià)值 48 萬元。有叉車配合及使用大砝碼使地磅的檢定、校準(zhǔn)及檢驗(yàn)非常方便快捷和容易。

配備電腦及打印機(jī)，實(shí)現(xiàn)稱重?cái)?shù)據(jù)的微機(jī)處理及打印，避免了人為差錯(cuò)。

建立 F2 級(jí)噸質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

配備最大秤量 1t 的大質(zhì)量比較儀 1 臺(tái)，價(jià)值 12 萬元。

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

4 萬元。

5 小誤差稱重的不確定度評(píng)定

主產(chǎn)品秤

用大砝碼檢驗(yàn)秤的顯示無誤差，其準(zhǔn)

確度為±0.5kg，屬于正態(tài)分布，k=3，標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

u1= 0.53 =0.167kg

儀表 4 舍 5 入誤差，其準(zhǔn)確度為 0.5kg，

屬于均勻分布，k=姨3 ，標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)。

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(kuò)展不確定度為：

U95=ku=2×0.335=0.670(kg)

地磅

檢定、校準(zhǔn)時(shí)控制線性誤差小于 10kg，短期內(nèi)使用中的線性誤差小于 20kg，其準(zhǔn)確度為20kg，屬于正態(tài)分布，k=3，標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

u1= 203 =6.667(kg)

儀表 4 舍 5 入誤差，其準(zhǔn)確度為 10kg，

屬于均勻分布，k=姨3 ，標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

U2=  10 =5.774(kg)

姨3

大砝碼引入的標(biāo)準(zhǔn)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(fù)誤差相互抵消，大砝碼引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度基本為 0kg，可忽略不計(jì)。

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(jì)。

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(kuò)展不確定度為：

U95=ku=2×8.820=17.64(kg)

汽車在 3 臺(tái)地磅上進(jìn)行稱重偏差比對(duì)，電子汽車衡保持小誤差 （小于 20kg） 稱重的概率分

析。

5.2.5.1 當(dāng) 3 臺(tái)地磅的稱重偏差比對(duì)為 20kg 時(shí)，3 臺(tái)電子汽車衡的誤差都應(yīng)該小于 20kg。除非 3 臺(tái)地磅的誤差都同時(shí)為正誤差或負(fù)誤差才有可能大于 20kg，從概率論來說應(yīng)為 50%

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

5.2.5.2 當(dāng) 3 臺(tái)的稱重偏差比對(duì)為 40kg 時(shí)，不能通過一次比對(duì)確定有某一臺(tái)電子汽車衡有較大誤差，要考慮到誤差有正或負(fù)的問題、載荷汽車不是標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量、儀表有 4 舍 5 入功能。

例如：一臺(tái)電子汽車衡的誤差在 -16kg，另一臺(tái)電子汽車衡的誤差在 +5kg，如果此時(shí)載荷汽車的重量為 50.005t，則一臺(tái)電子汽車衡的稱重?cái)?shù)據(jù)為 49.080t， 而另一臺(tái)電子汽車衡的稱重?cái)?shù)據(jù)為50.020t，相差 40kg。

所以，連續(xù)幾次出現(xiàn)比對(duì)偏差為 40kg，但不是同一臺(tái)電子汽車衡時(shí)或偶爾出現(xiàn)比對(duì)偏差為40kg，3 臺(tái)電子汽車衡的誤差小于 20kg 的概率應(yīng)該大于 80%。

5.2.5.3 當(dāng) 3 臺(tái)地磅的比對(duì)偏差為 60kg 或大于 60kg 時(shí)，可以肯定有一臺(tái)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

通過這樣的控制，從 8 年來主產(chǎn)品秤的周期檢定情況看 （每月一次），其誤差絕對(duì)值幾乎都小于 0.5kg （概率大于 90%），很少有檢定誤差絕對(duì)值大于 0.5kg 的情況，從未發(fā)生過檢定誤差絕對(duì)值大于 1kg 的情況。理論計(jì)算的擴(kuò)展不確定度為 0.680kg 包含了稱重儀表 4 舍 5 入誤差及大砝碼誤差的不確定度，應(yīng)為單次稱重結(jié)果的不確定度，而我們的產(chǎn)品都是成批銷售的，一批為幾十噸或幾百噸，作為一批的單捆重量平均值的擴(kuò)展不確定度應(yīng)

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(jì)）。所

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

電子汽車衡

通過這樣的控制，從 8 年的周期檢定 （每半年一次，共計(jì) 48 臺(tái)次） 情況看，我們的電子汽車衡的檢定誤差在 10kg～30kg （絕對(duì)值），一般低于 20kg，沒有大于 40kg 的情況。從理論計(jì)算的不確定度和實(shí)際周期檢定結(jié)果可以看出，我們保持電子汽車衡的小誤差（低于 20kg） 稱重目標(biāo)基本達(dá)到。

7 結(jié)束語

為降低稱重誤差，我們?cè)谟布贤度肓私?/span> 200 萬元。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(jì)價(jià)值 （1 千多萬元） 相比是微乎其微。投入是一次性的，而產(chǎn)生的效益是

長遠(yuǎn)的。這些年來，我們的產(chǎn)品秤和汽車衡所稱重的數(shù)據(jù)很少與客戶產(chǎn)生爭議，由于我們不懈的努力，極大地維護(hù)了公司的利益和信譽(yù)，產(chǎn)生了很好的社會(huì)效益。