重力式自动装料衡器与非连续累计自动衡器是两种广泛使用的自动衡器,具有不同的原理和计量特性.然而这两类衡器在结构上具有一些相似之处,易于造成混淆.本文从计量特性角度出发,研讨了这两类衡器的差异,并以装车站为实例进行了分析,从而说明了重力式装料衡器与非连续累计自动衡器是不同的两类衡器,并明确了如何区分这两类自动衡器。
1.引言
重力式自动装料衡器(Automatic gravimetric fill-ing instruments) 又称定量自动衡器，是把散状物料分成预定的且实际上恒定质量的装料，并将装料装入容器的自动衡器。
非连续累计自动衡器( Discontinuous totalizing automatic weighing instruments)又称累计料斗秤，是通过把一批散料分成若干份分离的载荷，依次确定每份分离载荷的质量，累计其称量结果，并将分离载荷卸出，以得到该批散状物料总量的一种自动衡器。
从这两种衡器的定义看，这是两类在计量性能上明显不同的衡器。重力式自动装料衡器注重“ 定量” ，非连续累计自动衡器注重“ 累计” 。然而这两类衡器在结构方面及使用中具有一些相似之处。例如用于固体物料装料的重力式自动装料衡器与非连续累计自动衡器都具有料斗，一些计量机构和衡器企业的人员就根据其结构称之为料斗秤。也有一些人员根据衡器的应用领域对衡器进行命名，例如配料秤、装车站等。然而这些名称相同的衡器有可能分别属于完全不同类别的自动衡器。根据其所关注的计量特性的不同，有些属于重力式自动装料衡器，有些属于非连续累计自动衡器，应根据各自的检定规程、国家标准或国际建议进行检定或检测。如果不清楚这两类衡器的本质区别，试图以名称进行区分，甚至考虑将这两种自动衡器的计量特性结合形成特殊的技术要求，就会影响衡器企业的生产和技术机构的检测和检定，因此本文将从这两类衡器的计量特性出发研究其差异。
本文主要依据现行有效的国家计量检定规程 JJG 56４—2002《 重力式自动装料衡器( 定量自动衡器) 》和 JJG 6４8—1996《非连续累计自动衡器》进行讨论。目前这两类衡器的国家计量检定规程与国际建议在技术指标上存在一些细微差异，但指导思想是一致的，目前也都在修订中，并且不影响本文的讨论。
1.计量特性简述
1.1重力式自动装料衡器的计量特性
重力式自动装料衡器的准确度等级表示为 X( x) ，其中 x 为等级指定因子，x = 1，2，5 × 10k ，k 为正、负整数或零。对于 X(1) 级重力式自动装料衡器，其装料最大允许偏差和最大允许预设值误差见表 1。对于其它准确度等级的重力式自动装料衡器，只需将表 1 中所对应的值乘以 x 即可得到相应的最大允许偏差和最大允许预设值误差。

1.2非连续累计自动衡器的计量特性
非连续累计自动衡器具有４个准确度等级: 0． 2、0． 5、1、2。 表 2 给出了各准确度等级下的最大允许误差要求。

2.对比分析
2.1计量特性差异
重力式自动装料衡器所关注的重点在于对每次装料的质量控制上。重力式自动装料衡器在运行时，需要设定每次装料的值，根据表 1 可以看出，重力式装料衡器重点关注装料值与预设值之间的差值，以及每次装料值与装料平均值之间的差值。例如，对于 X
(1) 级的重力式自动装料衡器，假定装料预设值为50kg，则装料的平均值与设定值的偏差 se 不能超过50kg × 0． 25% = 0． 125kg，而对于每次装料值，与平均值的偏差不能超过50kg × 0． 70% = 0． 35kg。

对于非连续累计自动衡器，其重点是其累计值的准确与否。例如对于 1 级的非连续累计自动衡器，如果累计值为 50kg，其最大允许误差 mpe 为50kg × 0． 50% = 0． 25kg。

因此这两类衡器对计量参数的关注点是有较大区别的。重力式自动装料衡器要精确控制每次装料值，只有保证了每次装料值与预设值尽量接近，才能保证其平均值及每次装料值在相应的 mpd 和 mpse 中。而非连续累计自动衡器，尽管有些也使用预设值，但并不严格控制单次称量与预设值之间的关系，也不对每次称量值与预设值的差值进行考核，而仅对累计值的准确与否进行判定。
计量特点关注的不同导致衡器在设计、制造和使用时关注重点完全不一样。尽管有可能重力式装料衡器和非连续累计自动衡器在结构上具有一定程度的相似性，但为了保证每次装料的准确性以及装料速率，重力式自动装料衡器通常具有快、慢，甚至多种速度称量方式，以及空中落料修正等修正装置，而非连续累计自动衡器可以不用过多考虑单次称量值与预设值之间的关系，但是其必须提供多次称量的累计值。

2.2试验项目差异
由于计量特性不同，这两类衡器在进行型式评价和检定时的试验项目和试验步骤上存在较大不同。
对于型式评价试验，尽管在很多试验项目上这两类自动衡器都相似，但其判定方式是完全不同的。对此以型式评价中的影响因子试验和干扰试验为例进行说明。
对于影响因子试验，这两类衡器的 mpe 是完全不同的。重力式自动装料衡器的因子试验 mpe 为表 1 中该载荷的使用中检验的最大允许偏差的 0． 25倍，乘以等级指定因子( x) 。对于非连续累计自动衡器，其 mpe 与其累计分度值 dt 有关，其关系见表 3。

假设重力式自动装料衡器为 X(1) 级，非连续累计自动衡器为 1 级。对于 50kg 的载荷，重力式自动装料衡器的 mpe 为 50kg × 1% × 0． 25 = 0． 125kg。
而对于同样载荷的非连续累计自动衡器，根据表 3 可以看出，其 mpe 取决于 dt 及该载荷所处区间，不能根据准确度等级和载荷大小就直接给出。在此例中，根据非连续累计自动衡器 dt 的取值范围要求，dt 不能小于 5g，但上限难以确定，还需要明确最大秤量、最小秤量及最小累计载荷才能给出 dt 取值的上限，假设 dt 的上限是 100g。在此范围中，当 dt= 5g 时，mpe 为 7． 5g；当 dt = 10g 时，mpe 为 15g；当 dt = 20g 时，mpe 为 30g；当 dt = 50g 时，mpe 为 50g；当 dt = 100g 时，mpe 为 50g。可见重力式自动装料衡器和非连续累计自动衡器的 mpe 均有很大的差异，这对各自试验的判定影响很大。

干扰试验是衡器型式评价试验中非常重要的一项试验。在进行干扰试验时，需要用显著增差进行判断，而重力式自动装料衡器和非连续累计自动衡器的显著增差也具有明显的差别。重力式自动装料衡器的显著增差是最小秤量对应的表 1 中使用中检验的 mpd 的 0． 25 倍乘以由影响因子确定的准确度等级参考值的等级指定因子 x 的值，由最小秤量和准确度等级确定。而非连续累计自动衡器的显著增差为 1dt ，由分度值 dt 决定。这也造成了在判别时的较大差异。

对于型式评价和检定需进行的现场物料试验，其试验步骤和判别也存在很大的差异。重力式自动装料衡器需要在额定最小装料和最大装料分别进行装料试验，并视最大装料与额定最小装料的比列决定是否需要补充中间装料物料试验。每个载荷需进行的装料次数见表４。在进行判定时，需对装料平均值与预设值的偏差，及每次装料值与平均值的偏差进行判定。
对于非连续累计自动衡器，通常需要在最大秤量、最小秤量处进行物料试验，而判别时对累计值准确与否进行判定。

3.一些相关问题
由于一些企业和技术人员习惯于将衡器的名称作为一类衡器对待，而不是根据衡器在设计和使用中所关注的计量特性正确分类，因此给衡器的生产和检测，甚至相关衡器的检定规程和标准制、修订带来了很大的麻烦。例如我国目前大量使用的装车站、配料秤等等，这里以装车站为例进行说明。
装车站是用于对火车或汽车进行装料的衡器，可以在较快的时间内将大量物料( 如煤炭) 装入到相应的车厢或车辆中。在现实的系统中，有些人将装车站归为重力式装料自动衡器，有些人将装车站归为非连续累计自动衡器，也有些人表示装车站是特殊的自动衡器，应结合重力式自动装料衡器和非连续累计自动衡器的特点形成新的自动衡器。事实上，装车站只是一个名称，并不限制其衡器类别的归属，对于不同的装车站生产商，其关注的计量特点和使用方法不同，装车站可能属于不同的自动衡器。例如，如果生产商要求精确控制每次装料，对装料平均值与预设值进行考核，这种就属于重力式自动装料衡器；如果生产商并不要求精确控制每次装料，而是关注多次称量的累计值，那么就属于非连续累计自动衡器。
对于一些人所宣称的装车站既关注单次装料，也关注几次装料后的累计值，而且认为对此多次称量的累计值，同样的准确度等级( 对于重力式装料衡器为准确度等级指定因子 x)，非连续累计自动衡器给出的值准确度更高，因此他们建议综合重力式装料衡器与非连续累计自动衡器的计量特性制定装车站的技术指标和试验方法。事实上在这种情形下，应将此种应用的装车站归为重力式自动装料衡器。只要满足了重力式自动装料衡器的技术指标，并将预设值乘以装料次数作为累计值，该值也可以满足相应准确度等级非连续累计自动衡器的技术指标。
装车站的装料质量都较大( 通常均达到数十吨) ，因此在物料试验时，均根据表 1 给出的最后一行取值进行计算。

累计值完全可以满足同等准确度等级的非连续累计自动衡器的技术指标。
因此，对于装车站的衡器类别归属，应根据其设计使用方式及计量特性确定，而不能简单的以衡器的名字进行归类，而且不应将不同种类的自动衡器参数混在一起为其制定相应技术标准或规范。
4.小结

本文针对重力式自动装料衡器与非连续累计自动衡器的技术特点进行了对比分析，给出了重力式自动装料衡器与非连续累计自动衡器在计量特性上的差异，并以装车站为实例进行了分析，从而明确了重力式装料衡器与非连续累计自动衡器是不同的两类衡器。在衡器的生产和测试中，应根据其原理和计量特性明确衡器属于哪一类自动衡器，并按相应类别的衡器试验方法和技术指标进行考核而不能根据衡器的名称去确定衡器的技术指标，更不能将不同类别的自动衡器混在一起给出技术指标。