检验测试
ExaminationTest
电子汽车衡检定中对于鉴别阈
问题的探讨
武汉市度量衡管理所邓奇勋
[摘要]鉴别阈是数字指示秤中重要检定指标，而JJG539-2016中相关描述不够清晰。在日常电子汽车衡检定中经常遇到一些困惑，对检定规程中相关描述提出疑问，结合国内外相关文献资料及日常检定工作，分析相关方法及其合理性。
[关键词]鉴别阈；数字指示秤；电子汽车衡
[中图分类号]TH715.1+2[文献标识码]B[文章编号]1003-5729（2020）01-0013-04
Discussiononthediscriminationthresholdintheverificationofelectronictruckscale
Articleabstract:Thediscriminationthresholdisanimportantindicatorinthedigitalindicatorscale,andtherelevantdescriptioninJJG539-2016isnotclearenough.Intheverificationofelectronictruckscale,Ialwayshavasomeconfusion.Combinerelevantdomesticandforeignliteratureanddailyverificationwork,Ianalyzetherelevantmethodsandtheirrationality.Keywords:discrimination;digitalindicatorscale;electronictruckscale
11.1
鉴别阈及其检定过程鉴别阈的定义
化的激励最小变化量。
1.2
具体检定过程
鉴别力阈是衡量一个衡器是否合格的重要指数字指示秤检定规程》中关于标，JJG539-2016《鉴别阈的相关内容如下：
（1）鉴别阈应在三个不同的载荷下进行检定，例如：Min、Max/2和Max。
（2）在承载器上放置某一载荷和足够的附加小砝码（如10个0.1d的小砝码）。然后逐个取下附加小砝码，直到示值I明确地减少了一个实际分度值而变成为I-d。重新放回一个小砝码在承载器上，然后再轻缓地将相当于1.4d的砝码放在承载器上，得到的结果为在原来示值上增加一个实际分度值，即：I+d，如图1所示。
开始时的示值I=200g；取下一些附加小砝码，直到示值变为I-d=190g；再放回0.1d=1g后，再放1.4d=14g；则示值应为I1=I+d=210g。
1.3
实际检定过程中的疑问
13
数字指示秤是非自动衡器的一种，它包括了电子案秤、电子台秤、电子吊秤和固定式电子秤。所以小到日常购物交易称重的电子计价秤，大到大型工矿企业进行贸易结算的大型衡器如电子汽车衡、电子吊秤，都属于数字指示秤。可以说数字指示秤不但关系我们人民群众的日常生活，也关系着国家经济发展。
鉴别力测试是数字指示秤必做的检定测试项目之一，是影响衡器性能的重要指标。在JJG539-2016《数字指示秤》检定规程中对鉴别力测试有具体规定。
鉴别力———衡器对载荷微小变化的反应能力。对给定载荷的鉴别力阈，就是下述附加载荷的最小值：当将此附加载荷轻缓地放到承载器上或取走时，即能使示值发生一个可察觉的变化。
鉴别力阈———使衡器示值产生一个可察觉变
ExaminationTest检验测试
分度值d=10g
I+d
如0.1d=1g
加1.4d=14g
190g
200g
210g
I-d=190gI=200g
图1鉴别阈检定示意图
由于JJG539-2016中是以电子秤距离演示了一遍鉴别阈的检定流程。而笔者在电子汽车衡的计量检定工作中，发现这个检定过程对于大型衡器操作起来有一点难度。故对下列几个问题进行探讨。
（1）在示值变为190g，要先放0.1d，此时对于数字指示秤的示值是否有具体要求？此时示值是否应该跳回200g。
（2）当示值变为190g，之后为什么要先放0.1d再放1.4d，为什么不直接放1.5d。
（3）我认为初始重量不应该是Min、Max/2和Max，在实际的操作中，初始重量为Min+d、Max/2+d和Max+d，这样的可操作性更强。
2
各国对于鉴别阈的相关规定
为了确定鉴别阈的相关概念，笔者查阅国内外相关技术资料中关于鉴别阈的相关说明解释，同时参考了欧美国家关于鉴别阈的相关描述。
首先我翻阅了OIMLR76，发现其对于鉴别阈的描述和JJG539-2016中的相关描述保持一致。
2.1澳大利亚国家计量研究院（NITP）的相
关规定
在澳大利亚国家计量研究院（NITP）的国家仪器测试程序NITP6.1-6.4中对于鉴别阈是做如下描述：
Anadditionalloadequalto1.4timestheverificationscaleinterval,whengentlyplacedonorwithdrawnfromtheinstrumentatequilibriumshallchangetheinitialindicationbyoneactualscaleinterval（
NMIR76-1,clause3.8.2.2）.Thisonlyappliestoinstrumentswithdgreaterthan5mg.
（1）Zerotheinstrument.
（2）Applyaloadtotheloadreceptor.
（3）Applyadditionalstandardsweightsof0.1euntil14
theindicationchangesupandstabilises.
（4）Recordthisindication.
（5）Gentlyapplyaloadof1.4e.Theindicationshouldincreaseby1etothenextscaleinterval.
（6）Determinewhethertheinstrumenthaspassedorfailed.
（7）Recordresultsonthetestreport.简单翻译来说：
衡器在平衡状态下，轻轻放置或从仪器中取出一个1.4e附加载荷应将初始指示改变一个实际标度间隔。
这仅适用于d>5mg的仪器。（1）将仪器归零。（2）对衡器施加载荷。
（3）施加0.1e的额外标准重量，直到指示变化并稳定。
（4）记录此示值。
（5）轻轻地施加1.4e的载荷。指示应增加1e到下一个标度间隔。
（6）确定仪器是否通过或失败。（7）在测试报告上记录结果。2.2美国国家标准技术研究院（NIST）的相
关描述
而美国国家标准技术研究院在handbook44中对于鉴别阈的描述就很抽象：
T.6.Discrimination
Atestloadequivalentto1.4dshallcauseachangeintheindicatedorrecordedvalueofatleast2.0d.Thisrequiresthezoneofuncertaintytobenotgreaterthan0.3d（SeeN.2.1.4.DiscriminationTest）.
N.2.1.4.DiscriminationTest
Adiscriminationtestshallbeconductedwiththeweighingdeviceinequilibriumatzero-loadandatmaximumtestload,andundercontrolledconditionsinwhichenvironmentalfactorsarereducedtotheextentthattheywillnotaffecttheresultsobtained.Thistestisconductedfromjustbelowtheloweredgeofthezoneofuncertaintyforincreasing-loadtests,orfromjustabovetheupperedgeofthezoneofuncertaintyfordecreasing-loadtests.
简单直译来说，其大概意思应该是：T.6
鉴别力
———
相当于1.4d的试验载荷应使指示值或记录值的变化至少为2.0d。这要求不确定区不大于0.3d（见N.2.1.4鉴别力测试）。
N.2.1.4
鉴别力测试
———
在零负荷和最大试验负荷下，以及在环境因素降低到不影响所得结果的受控条件下，称重装置应进行鉴别试验。该测试从增加负载测试的不确定区域的下边缘下方进行，或者从减少负载测试的不确定区域的上边缘上方进行。
2.3
相关书籍中的相关描述
而在《MeasurementUncertaintiesPhysicalParametersandCalibrationofInstruments
》（《测量不确定度物理参数和仪器校准》）这本书中对于鉴别阈的描述我认为更加清晰。
Thetestistoensurethecorrectchangeindigitalindication.Thetestiscarriedoutatthreeloads,namelyminimum,halfandfullcapacityloads.Thebalanceisloadedand10extraweightseachofonetenthofthemassvalueoftheverificationintervalareplaced.LettheindicationbeI.Theadditionalweightsareremovedonebyonetilltheindicationisunambiguouslyreducedbyonescaleinterval(digit);i.e.indicationnowisI-d.Placegentlyamassof1.4timesthescaleinterval;theindicationshouldunambiguouslyincreasebyonescaleinterval.
Thistestisanacceptancetest.Ifabalancefailsinthistest,itistoberejected.
其大意应该如下：
鉴别力测试是为了确保数字指示的正确变化。测试在三个负载下进行，即Min、Max/2和Max。衡器上加载荷并额外放置10个小砝码，每个权砝码为e的十分之一。此时示数为I，逐个移除附加小砝码，直到指示明确减少一个d；即指示现在是I-d。轻轻放置1.4d，示值应明确增加一个d。
该测试是验收测试。如果衡器在此测试中失败，则可以判定其不合格。
3
疑问的思考
尽管各种资料中对于鉴别阈的描述不尽相同，
检验测试
ExaminationTest
但是其内容实质和鉴别阈的定义都是吻合的。衡器对于一个1.4d的砝码应该有一个明显的变化。
关于我的第一个问题，可以从NITP和《测量不确定度物理参数和仪器校准》两者中发现，两者对于加上1.4d后示值的变化都明确为增加一个d。所以我认为规程中应该明确指出重新加上0.1d后，示值应该为200g，这样也更加吻合鉴别阈的定义，使衡器示值产生一个可察觉变化的激励最小变化量。
对于我的第二个问题，是我对于鉴别阈的定义理解不够透彻。1.4d才是鉴别阈，所以必须把添加0.1d和1.4d两个载荷的过程分开进行，并观察示值变化。当然参考《测量不确定度物理参数和仪器校准
》中的检定过程，我认为加入0.1d的这个步骤可以省略。在示值跳回到190g后直接加载1.4d的载荷，示值稳定在200g，这样也符合鉴别阈的定义，同时吻合NISThandbook44中“从增加负载测试的不确定区域的下边缘下方进行”的描述。
而对于第三个问题，我认为《测量不确定度物理参数和仪器校准》的检定方法具有更强的可操作性。尤其是对于大型衡器尤其是电子汽车衡为例，我来比较起始载荷为Min和Min+d，两种办法的具体检定过程。（
以150t分度值为50kg的电子汽车衡为例，假设都在取走第6个0.1d的砝码时示值跳变并稳定）。如表1所示。
由此过程可以看出，如果起始载荷为1.05t，在添加初始载荷时会方便很多，只需要准备20个5kg的小砝码就可以完成整个过程。而初始载荷为1t，至少需要准备500kg，200kg×2，50kg，20×5kg这些砝码才可能完成检定鉴别阈的过程。同时结合JJG539-2016中7.5.11.1中“使用大砝码优于使用小砝码”的相关原则，使用上述方法优于检定规程中的方法。
4
结论
鉴别阈问题的关键问题是，加上一个1.4d的载荷，衡器示值的反馈是决定衡器鉴别阈是否合格的关键。而之前0.1d小砝码的增减是为了找到不确定区域的下边缘下方”或“不确定区域的上边缘上方”这个关键的位置。
通过150t的电子汽车衡鉴别阈的检定实际操
15
“ExaminationTest检验测试
表1
初始载荷第一步第二步第三步第四步第五步第六步第七步第八步第九步第十步
0
+500kg+200kg×2+50kg
+5kg×10此时示值为1t
-5kg
-5kg-5kg-5kg-5kg
-5kg示值变为0.95t并稳定
[2]NIST.handbook44.T6[S].[3]
S.V.Gupta.MeasurementUncertainties:PhysicalParameter-sandCalibrationofInstruments[M].
（作者通讯地址：武汉市东西湖区宏图路33号
金银潭现代企业城A10栋
邮政编码：430043）收稿日期：2019-10-10
0
+1t
+5kg×10此时示值为1.05t
-5kg-5kg-5kg
-5kg-5kg
-5kg示值变为1t并稳定
作过程，可以看出Min+d、Max/2+d和Max+d作为初始值，对于后续的0.1d小砝码的增减更为方便，有利于更快的完成检定过程，尤其是对于以电子汽车衡为代表的大量程衡器。
对于确定“闪变点”后，是否需要增减0.1d，并不是关键步骤，可以自由选择是否需要。参考文献：
[1]NITP.NITP6.1-6.4[S].
（上接12页）
[编辑殷志虹]
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!系统的实现虽然在技术上实现起来有些复杂，但是基于触摸屏功能的灵活应用，仍然可以实现客户多方位的需求。
三、新型数字模块应用展望
DS-D3数字模块因其自身的特性，不仅可以应用在触摸屏连接的系统中，还可以连接具有操作系统的设备上，如电脑、安卓系统机；也可以使用在PLC连接的系统中，还可以根据个性特色使用自定义协议使用在自定义的设备中。
新型数字模块的出现既来源于市场需求的召唤，也将激发更多行业应用的活力。DS-D3数字模块因其强悍的性能和工业的品质，不仅在称重行业得到更多的应用，还将应用于汽车制造、智能设备、安防检测等行业。
（作者通讯地址：上海市闵行区沈杜路4239号邮政编码：201112）收稿日期：2019-11-18
然而考虑到记录越多后期检索时间越长且实际使用中基本很少用到这么多的数据空间，故将记录存储限值在1000条记录。
4）标定调试
标定调试是安装和维修必不可少的功能之一。本系统使用的数字模块，如果想要启用标定操作就需要使用交互命令指令，在固定的保持寄存器区域进行读写。为了能够达到命令交互的命令，需要规划出触摸屏一片缓冲区域，用做发送指令，待指令配备完全后，就可以一次性的将相应命令写入对应命令交互区域。然后查询命令应答结果，根据不同的结果做进一步处理。
（3）系统可扩展性
双触摸屏同步：该扩展即为由两个触摸屏组成的称重系统，并且要求触摸屏操作和显示能够实现同步，这样做不仅可以扩展操作的地点，还可以实现系统的相互监控。
称重数据接入ERP系统：该系统可以实现有需要将称重记录存入ERP系统的客户场景。这样16
[编辑殷志虹]