本文重點講述汽車衡在使用時，影響測量精度常見的問題，以及這些錯誤和混亂導致廠家夸大產品的技術指標所產生的不良后果，下面來介紹下使用汽車衡時應了解的基本知識：

一、引言

“初始置零裝置”是指：衡器接通電源時，并在準備使用前將示值自動置為零點的裝置。也就是講，如果初始置零范圍是 ±10% 分布的，對于承載器重量不超過 10%Max 的電子衡器，接通電源后，應該能夠順利進入正常工作狀態。而超出 10%Max 重量的承載器，不能順利進入工作狀態。

在 R76 建議中 4.5.1 明確規定：

a) 任何置零裝置的效果均不得改變衡器的Z大秤量。

b) 置零裝置和零點跟蹤裝置的總范圍不得大于衡器Z大秤量的 4%；初始置零裝置不大于Z大秤量的 20% 。

c) 如果衡器對規定范圍內經初始置零裝置補償后的任一載荷，能夠滿足Z大允許誤差、稱量結果間的允許誤差、鑒別力和由影響量和時間引起的變化的要求，允許衡器有一個較寬的初始置零范圍。

1、為什么要規定 20%Max 的初始置零范圍

這個問題應該從兩個方面來理解：一是從保證衡器的安全使用方面考慮；一是從保證衡器的稱量性能方面考慮。

⑴ 保證衡器的安全使用方面，應該從小型衡器和大型衡器兩個角度來分析

① 小型衡器

一般小型衡器產品，都是選擇使用一只稱重傳感器作為量值傳遞的元件，稱重傳感器抗過載的裕度比較小，例如，Z大秤量 15kg 的電子案秤，采用一只Z大秤量 Emax 大約為 20kg 的稱重傳感器，如果再考慮 1kg 左右的承載器重量，預留的安全余量就所剩不多了。如果這時再出現超過 10% 的正向部分的初始置零范圍，此臺衡器所剩的抗過載能力就了了無幾了。所以 R76 專門指出：初始置零由于汽車衡的載荷只集中在輪軸和軸組上，因此會在承載器上造成極不均衡的受力，這與普通的平臺衡器受力情況有很大差別。例如，兩軸車輪的后軸的重量明顯超過前軸，前后軸的承重之比Z低也為3:2，假設整車重量為 100t，后輪的承重至少為 60t。對于標稱量程為 100t 的平臺秤來說，平均而言滿載時，每只傳感器受力約為 25t，此時使用Z大量程為 35t 和 40t 的傳感器可滿足要求，不過因為汽車衡后軸的重量至少應為 60t，所以以上選用的傳感器顯然不能滿足設計要求。對汽車衡來說，軸重或軸組承重是選擇衡器的依據，一般而言多分段汽車衡，分段Z大載荷之和均大于該秤的標稱載荷，而 CTC值又大于分段的Z大載荷。

尤其要注意的是，分段汽車衡的偏載試驗若按照 OIML R76 建議規定的偏載試驗時，對于承載器的承點數?? ≥ 4的衡器，在每個支承點上施加的偏載，為該衡器標稱載荷的1?? − 1⁄ 是不對的。因為每個分段的獨立的稱重單元，稱重時各個承載器的受力互不影響，所以多分段汽車衡的偏載試驗，應對各分段單獨做試驗，按Z大載荷等于分段的Z大額定載荷的13⁄ 來對各支點進行加載。

為了節省傳感器，分段汽車衡兩個相連的承載器可以共用兩個傳感器。由于兩個承載器在受力時共同加載在相同的傳感器上，如果兩個秤臺聯合受力的設計不好，會明顯的相互影響造成誤差，但是一般廠家對此問題不夠重視。在圖 2 中，我給出了兩個較合理的設計，供大家參考。

二、傳感和限位

用于汽車衡的傳感器主要是由應變式的柱式傳感器或雙剪切梁式傳感器組成。其中，歐洲國家多采用柱式傳感器。而北美國家多采用模塊化的雙剪切梁傳感器。

限位器不僅是汽車衡，而且可以說是所有衡器極其重要又*的部分。限位器的功能是保證在稱重時，傳感器始終能正確受力。

限位器可分為兩類：

制動（Constrainer）

制動裝置用強制性手段保證傳感器的正確受力位置不變，并能消除水平和垂直干擾力，以確保無“分流力”。制動裝置不允許在約束方向上有任何移動，該裝置在整個稱重過程中均起作用。

限位（Stop）

限位器是限定承載器在稱重過程中允許移動的范圍，并在稱重時使承載器能恢復到正確的工作位置，達到保證承載器能準確稱重的目的。通常當車輛進入秤臺時，汽車衡使用“碰撞”式限位，限制秤臺移動范圍。稱重時限位器不再與基礎接觸，并恢復到稱重位置，以避免限位器對稱重力的分流。所以說稱重時，限位器不再起作用。使用柱式傳感器，除需外加傳力結構以保證傳感器的正確受力外，還要安裝合適的限位裝置。

雙剪切梁式組件，其自身就具有限位和自復位功能，對秤體因受力而產生的形變具有自適應能力，能抵抗偏載、側向和扭力的影響，具有安裝簡便、穩定性好的特性，且不需要再加裝限位裝置。

*一個物體具有六個自由度，三個平移、三個旋轉。承載器一般被視為二維系統，它具有三個自由度，兩個平移、一個旋轉，它的限位只需要對這三個自由度進行限位。在實際中，我們往往會發現很多人希望通過使用四個或者更多的限位器，以期達到“提高”限位效果的做法是錯誤的，因為按照力學的基本原理可知，當約束條件超過系統的自由度時，這樣的系統稱為“超靜系統”。實際上使用過多的限位裝置，往往適得其反，會造成附加的干擾力和分流，甚至會被“卡死”，所以一個二維系統只需合理的設置三個限位裝置就足夠了。

我認為將傳感器組件用于汽車衡是比較理想的。“碰撞”式和拉桿式限位，不僅對溫度變化敏感，且不易調節。

三、汽車衡的檢定

汽車衡的檢定是一件費力、費時、費錢的工作。除按 OIML R76建議的規定試驗外，還應增加分段載荷額定值和集中載荷 CTC 值的檢定。由于汽車衡在戶外使用，不僅環境惡劣，而且往往還不具備按檢定規程要求的條件，所以多年以來不斷有人探討和研究汽車衡的“無砝碼檢定”。尤其在中國就曾有很多人提出過不少方法，但我認為由于在理論和實際操作方面還存在原理方面的問題需要探討，且實際運用中也有不少問題需要解決，特別是現有的方法不能滿足汽車衡檢定的全部要求，因此“無砝碼檢定”并未得到廣泛的運用和認可。

事實上一種新的檢定方法應該是有嚴密的理論為依據，且不需要對原被檢裝置增加更多的附加條件、操作方便的方法，同時檢定結果還必須能得到旁證。對于汽車衡的檢定方法簡單的旁證就是能否與砝碼檢定的結果一致，另外一種更有說服力的方法是用同一檢定方法，同時分別對兩臺汽車衡檢定，看它們對同一載荷的結果是否一致，如果不一致能否說明其中的原因。

我認為就目前所知的“無砝碼”檢定方法還不能*替代砝碼，“無砝碼”檢定還需進一步研究和探討。國外很少有關于“無砝碼”檢定的文章，即使使用數字傳感器或相類似的方法，用“無砝碼”檢定時也需要增添附加的規定、要求和說明。在國外基本上是用檢衡車對汽車衡進行檢定，使用檢衡車不僅方便、省時，且作為標準器的檢衡車的精度也能夠保證，使得檢定時操作的一致性更有保證。我認為中國應在條件許可的地方對汽車衡使用檢衡車檢定。

四、稱重顯示器

汽車衡稱重顯示器與一般非自動衡器的顯示器沒有太大差別。汽車衡的稱重顯示器由兩個部分組成：一是用于測量重量的計量部分；另一是能滿足用戶使用的功能要求的部分。功能部分的顯示器更新很快，從Z初簡單接口，到現如今能滿足互聯網、物流和工程控制各種需要的功能。

測量部分：由于使用了Σ − ?變換器，使得測量精度有大幅度提高。然而從測量原理上講，自從引入了“六線制”和“比例測量技術”，至今沒有本質上的進步，“六線制”大幅度降低了因傳感器引線過長而產生的溫度影響。“比例測量”法，則大幅降低了對供橋電壓長期穩定性的要求。

一般顯示器的示值不會 10000，但很多用戶都希望使用的汽車衡有很。即使在低載荷使用時，也要有很高的精度。為了滿足用戶的這種“要求”，衡器生產廠家產品的技術指標都很高，*，電子衡器的技術指標由所用傳感器的技術指標決定的。

要達到?? = 7500分度數的汽車衡，很多人往往不知該使用何等精度級的傳感器。事實上要對這樣的衡汽車衡檢定，按計量要求所使用的砝碼的精度至少要高三倍，可是這樣的砝碼一般計量機構都不具備，即使是國家計量機構也極少備用 10t 這樣的砝碼。另外，由于汽車衡均在戶外使用，夏天戶外溫度高于 60℃的地方很普遍，而冬天溫度−10℃的地方也不少，但傳感器標定的溫度按規定為−10℃至 60℃，因此對戶外使用的汽車衡，在超過此溫度范圍之外的不確定度，都是很難確定和掌控的。實際上?? = 3000的汽車衡要保證其精度的可靠性，本身就是很不容易的，所以汽車衡在使用中能保證0.1%的精度就相當不錯了。

五、汽車衡的技術指標

確定汽車衡的技術指標一共有三項：

• 標稱載荷（Nominal Capacity）：能夠加載的總負債值。負載是平均分布在整個臺面上的。

• 分段載荷（Sectional Capacity）：在分段加載試驗時，除在每個承載段上加載，還需在承載段跨距中間加載。

• 集中載荷（Concentrate Load Capacity），簡稱為 CDC，為秤臺Z大集中載荷的設計值，它是由廠家決定的，它與標稱載荷

之間應滿足以下關系：

標稱值≤ ?????? × (?? − 0.5)，

其中 N=秤的分度數。

美國要求根據對橋梁毛載荷設計的公式B，確定秤橋跨距的強度，以便能滿足軸重和軸組重對秤橋加載的安全要求。由于 CTC 只由廠家決定，根據 CTC 設計值來決定該汽車衡的標秤載荷值，所以標秤載荷不得超過分段載荷之和。

汽車的重要主要集中在輪軸和軸組上，汽車衡在稱重時，承載器上的受力是極不均勻的。一臺汽車衡的技術指標不僅是由標秤載荷確定，更是由分段載荷確定。由于汽車衡的重量主要集中在車廂部分，對兩輪車來說，后輪承重的重量就比前輪大很多，因此在實際使用時，被稱車輛的Z大軸重或軸組重不得超過分段載荷規定的重量。對汽車衡的性能的評價，應依照上述三項指標進行。通常大多數生產廠家只給出Z大稱量 Max，分度值 e 或分度數 n，但這樣做顯然是不夠的。

六、結束語

通常用戶希望所使用的汽車衡，無論是稱量較重的車輛還是稱量較輕的車輛，誤差都是Z小的，要求在使用時能給出 10Kg，甚至更小的示值，其結果使衡器的分度數 n 大到不可能的量級。如上面所述，

當被稱物的Z大與Z小比在 6 倍左右時，戶外使用的衡器由于較大的溫度變化和風力等的影響，能夠保證0.1%的準確度就很不容易。

盲目要求“”，只能說是一種“心理需求”，用“示值”做結算，也就是根本達不到目的一筆糊涂賬。