對(duì) “恢復(fù)”要求的理解

沈立人

自從JJG555檢定規(guī)程在引進(jìn)了“恢復(fù)”這個(gè)概念之后，實(shí)際上在衡器檢定過(guò)程中，不論是機(jī)械衡器還是電子衡器，檢定人員沒(méi)有執(zhí)行過(guò)此項(xiàng)要求。究其原因，有以下幾個(gè)方面：一是在JJG539-97《數(shù)字指示秤》檢定規(guī)程中，沒(méi)有進(jìn)行要求；二是不知恢復(fù)的機(jī)理，不知如何操作，沒(méi)有認(rèn)識(shí)到恢復(fù)在試驗(yàn)中的意義。所以在JJG539-2016《數(shù)字指示秤》修訂時(shí)增加了這個(gè)要求。

一、恢復(fù)的機(jī)理

1. 結(jié)構(gòu)的變形

衡器是用于稱量載荷準(zhǔn)確度的一種計(jì)量器具，在稱量過(guò)程中必然是將載荷至于其承載器上，對(duì)于電子衡器來(lái)講，還需將作用力傳遞到稱重傳感器上，這樣勢(shì)必使承載器和稱重傳感器等結(jié)構(gòu)產(chǎn)生形變。在承受較大的載荷卸載后，結(jié)構(gòu)不能及時(shí)恢復(fù)到原來(lái)的狀況，對(duì)于衡器來(lái)講，就是不能回到“零點(diǎn)”。而且結(jié)構(gòu)的剛度越弱，恢復(fù)的時(shí)間越長(zhǎng)。所以我們?cè)?008年對(duì)GB/T7723-2008《固定式電子衡器》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂時(shí)，對(duì)汽車衡的承載器提出了剛度的要求，并針對(duì)其變形量提出了相對(duì)應(yīng)的測(cè)試方法。

2. 蠕變或滯后

在前面曾經(jīng)講到，蠕變是一種“時(shí)間影響量”，而滯后又是與結(jié)構(gòu)的剛度有關(guān)。

滯后：由于施加載荷的方向（加載或卸載）不同，衡器或稱重傳感器對(duì)同一載荷給出不同響應(yīng)值的特性。

蠕變：固體材料在保持應(yīng)力不變的條件下，應(yīng)變隨時(shí)間延長(zhǎng)而增加的現(xiàn)象。對(duì)于一定類型的衡器（電子秤和彈簧秤）或稱重傳感器，因長(zhǎng)時(shí)間加載后引起的、在沒(méi)有增加載荷時(shí)存在的一個(gè)額外的形變或輸出變化的過(guò)程。或者是放置一個(gè)載荷到承載器上之后馬上讀取的稱量值，與該載荷持續(xù)保持在承載器上一段時(shí)間之后讀取的稱量值之差。

二、操作方法

在檢定規(guī)程中僅僅告訴我們“每項(xiàng)試驗(yàn)后，在進(jìn)行下一項(xiàng)試驗(yàn)前，應(yīng)允許衡器充分恢復(fù)”。一是沒(méi)有給出這個(gè)“充分恢復(fù)”的定量值；二是這個(gè)“每項(xiàng)試驗(yàn)后，在進(jìn)行下一項(xiàng)試驗(yàn)前”是否必須。

1. 充分恢復(fù)

如何理解“充分恢復(fù)”這個(gè)概念？

如前所述，蠕變所產(chǎn)生的應(yīng)變隨時(shí)間延長(zhǎng)而增加的現(xiàn)象，在對(duì)一臺(tái)衡器（特別是大型衡器）進(jìn)行加載和卸載時(shí)，由于加卸載的方法不同，所采用的標(biāo)準(zhǔn)器的不同，標(biāo)準(zhǔn)器的數(shù)量不同等因素，那么蠕變的應(yīng)變量也就不同，而卸載后要使得這個(gè)應(yīng)變量消失的時(shí)間也就不同。

承載器和稱重傳感器這些結(jié)構(gòu)的剛度不同，也是影響“充分恢復(fù)”的一個(gè)重要因素。相對(duì)來(lái)講1/800剛度的就比1/600剛度的承載器卸載后恢復(fù)的時(shí)間就短，采用40CrNiMoA制作的稱重傳感器，就比40Cr制作的剛度要恢復(fù)時(shí)間短（這里必須注意熱處理方法的影響問(wèn)題）。

2. 每一項(xiàng)檢測(cè)前是否必須恢復(fù)

這個(gè)問(wèn)題就要看此臺(tái)衡器的結(jié)構(gòu)情況，如前所述的承載器、稱重傳感器剛度都比較好，采用了比較大的標(biāo)準(zhǔn)器，而且有比較方便加卸載方法時(shí)，對(duì)于偏載試驗(yàn)等項(xiàng)目檢定結(jié)束后，不一定需要恢復(fù)就可以進(jìn)行下一項(xiàng)的檢定工作。而對(duì)數(shù)字指示軌道衡檢定時(shí)，由于其有非常方便的檢衡車，可以一次快捷對(duì)軌道衡進(jìn)行加卸載標(biāo)準(zhǔn)器，那怕是最大秤量的載荷，所以在進(jìn)行下一項(xiàng)試驗(yàn)前，基本可以不考慮恢復(fù)時(shí)間的問(wèn)題。

但是，如果沒(méi)有足夠的標(biāo)準(zhǔn)器時(shí)，不得已采用替代法對(duì)大型衡器進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，由于替代法檢測(cè)時(shí)需要的時(shí)間比較多。所以每一項(xiàng)檢測(cè)后，接下一項(xiàng)檢測(cè)前，必須允許被檢衡器有充分的恢復(fù)時(shí)間。

3. 恢復(fù)時(shí)間

由于衡器結(jié)構(gòu)本身存在著不同，其剛度、強(qiáng)度就必然不同，這樣承載器在承受載荷后再卸去，結(jié)構(gòu)變形所產(chǎn)生的滯后性能也必然不同，從計(jì)量性能上反映出的指標(biāo)也就不同。所以，這個(gè)“恢復(fù)時(shí)間”也就不能一概而論地規(guī)定統(tǒng)一的指標(biāo)。

建議在型式評(píng)價(jià)試驗(yàn)時(shí)，原則上采用一項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)束后，下一項(xiàng)試驗(yàn)開(kāi)始前，恢復(fù)時(shí)間應(yīng)該為上一項(xiàng)試驗(yàn)所用時(shí)間的一半左右。

建議在進(jìn)行檢定試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該視現(xiàn)場(chǎng)的檢定條件，由檢定人員與制造企業(yè)的安裝人員協(xié)商確定。

三、恢復(fù)的意義

在目前我國(guó)眾多制造企業(yè)生產(chǎn)的衡器產(chǎn)品中，許多產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)不一定能夠保證有足夠的剛度；在許多地方對(duì)大型衡器產(chǎn)品檢定過(guò)程中，也不具備方便快捷的試驗(yàn)裝備。所以，不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些衡器由于沒(méi)有采用“充分恢復(fù)”，而出現(xiàn)不合格的產(chǎn)品。

例如，一次在進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研時(shí)，正好遇到在使用單位現(xiàn)場(chǎng)檢定一臺(tái)80t的汽車衡，所采用的檢定標(biāo)準(zhǔn)器是每個(gè)重量為20kg的小砝碼，檢定人員依次按照規(guī)程檢測(cè)稱量性能，當(dāng)80t的砝碼全部加載在承載器后，使用單位邀請(qǐng)檢定和服務(wù)人員去吃飯，我發(fā)現(xiàn)后馬上與服務(wù)人員商量，要求他們將全部砝碼卸載后再去。因?yàn)槿绻?個(gè)小時(shí)吃完飯后，再遞減檢測(cè)幾個(gè)秤量點(diǎn)的稱量性能，卸載結(jié)束80t砝碼后，檢定人員如果不能讓承載器恢復(fù)足夠的時(shí)間，就有可能卸載后的汽車衡零點(diǎn)不能回到±0.5e范圍內(nèi)，那么產(chǎn)品就不合格了。