衡器专业知识培训

职业道德 第一章 职业道德基本知识 第1节 道德是一个庞大的体系 职业道德是这个庞大体系中的一个重要组成部分 也是劳动者素质结构中的重要组成部分 职业道德与劳动者素质之间关系密切 加强职业道德建设 有利于促进良好社会风气的形成 增强人们的社会公德意识 同样 人们社会公德意识的增强 又能进一步促进职业道德建设 引导从业员工的思想和行为朝着正确的方向前进 促进社会文明的全面提高 马克思主义伦理学认为 道德是人类社会特有的 由社会经济关系决定的 依靠内心信念和社会舆论 风俗习惯等方式来调整人与人之间 个人与社会之间以及人与自然之间的关系的特殊行为规范的总和 它包含了三重含义 一 道德 第一 一个社会的道德性质 内容 是由社会生产方式 经济关系 即物质利益关系 决定的 也就是说 有什么样的生产方式 经济关系 就有什么样的道德体系 第二 道德以善与恶 好与坏 偏私与公正等作为标准来调整人们之间的行为的 一方面 道德作为标准 影响着人们的价值取向和行为模式 另一方面 道德也是对人们行为选择 关系调整作出善恶判断的评价标准 第三 道德不是有专门的机构来制定和强制执行的 而是依靠社会舆论和人们的内心信念 传统思想和教育的力量来调节的 根据马克思主义理论 道德属于社会上层建筑领域 是一种特殊的社会现象 根据表现形式不同 通常把道德部分分为家庭美德 社会公德和职业道德三大领域 作为从事社会某一职业的从业者 要结合自身实际 加强职业道德修养 承担职业道德责任 同时 作为社会和家庭的重要成员 从业人员也要知道社会公德 家庭美德修养 承担自己应尽的社会责任和家庭责任 二 职业道德 职业道德是从事一定职业的人们在执业活动中应该遵循的 依靠社会舆论 传统习惯和内心信念来维持的行为规范的总和 它调节从业人员与服务对象 从业人员之间 从业人员与职业之间的关系 是职业或行业范围内的特殊要求 是社会道德在职业领域的具体体现 衡器装配调试工是特指使用工具 仪表及检修设备 对衡器部件 组件 整机进行装配或者调试的从业人员 他们必须遵循装配调试工的职业道德 才能胜任衡器的装配与调试工作 才能为制造中和使用中的衡器提供质量保证 1 职业道德的内涵 1 职业理想职业理想即人们对职业活动目标的追求和向往 是人们的世界观 人生观 价值观在职业活动中的集中体现 它是形成职业态度的基础 是实现职业目标的精神动力 2 职业态度职业态度即人们在一定社会环境影响下 通过职业活动和自身体验所形成的 对待岗位工作的一种相对稳定的劳动态度和心理倾向 它是从业者精神境界 职业道德素质和劳动态度的重要体现 衡器装配调试工的职业道德仅适用于从事衡器装配和调试工作的人群 不仅有一半职业道德要求的内容 而且还应该包括 中华人民共和国计量法 及有关计量法规的内容 具有较强的专业性 3 职业义务职业义务即人们在执业活动中自觉的履行对他人 社会应尽的职业责任 我国的每一个从业者都有维护国家 集体利益 为人民服务的职业义务 4 职业纪律职业纪律即从业者在岗位工作中必须遵守的规章 制度 条例等职业行为规范 国家公务员必须廉洁奉公 甘当公仆 公安 司法人员必须秉公执法 铁面无私等 这些规定和纪律要求都是从业者做好本职工作的必要条件 2 职业道德的基本要素 5 职业良心职业良心即从业者在履行职业义务时所形成的对职业责任的自觉意识和自我评价活动 人们所从事的职业和岗位不同 其职业良心的表现形式也往往不同 例如 商业人员的职业良心是 诚实无欺 医生的职业良心是 治病救人 从业人员应能做到这些 否则 内心则会产生不安和愧疚感 6 职业荣誉职业荣誉即社会对从业者职业道德活动的价值所做出的褒奖和肯定评价 以及从业者在主观认识上对自己职业道德活动的一种自尊 自爱的荣誉意向 当一个从业者执业行为的社会价值赢得社会公认时 就会由此产生荣誉感 反之 就会产生耻辱感 7 职业作风职业作风即从业者在职业活动中表现出来的相对稳定的工作态度和职业风范 从业者在职业岗位中表现出来的尽职尽责 诚实守信 奋力拼搏 艰苦奋斗的作风等 都属于职业作风 职业作风是一种更无形的精神力量 对其所从事的事业具有重要作用 职业道德作为职业行为的准则之一 与其他职业行为准则相比 体现出以下特征 1 鲜明的行为性行业之间存在差异 各行业都有特殊的道德要求 例如 商业领域对从业者的职业道德要求是 买卖公平 童叟无欺 会计行业的职业道德要求是 不做假账 驾驶员的职业道德要求是 遵守交规 文明行车 等 这些都是职业道德行为性特征的表现 例如 公平交易 作为商业的职业行为规范得到业界内外的认可 而 衡而必正 墨经 则是自战国时期就流传下来的对衡器使用的要求 衡器装配工的口号就是 我达 双百 用户放心 这里的 双百 指的是衡器产品要保证百分之百合格 衡器设备的调试要保证百分之百合格 作为一名衡器装配调试工 要达到 双百 的要求 需要过硬的素质和技能 才能保证产品百分之百合格 3 职业道德的特征 2 适用范围的有限性一方面 职业道德是一般只适用于从业人员的岗位活动 另一方面 不同的职业道德之间也有共同的特征和求 存在共通的内容 如敬业 诚信 互助等 但在某一特定行业和具体的岗位上 必须有与该行业 该岗位相适应的具体的职业道德规范 这些特定的规范只在特定的职业范围内起作用 只对该行业和该岗位的从业人员具有指导和规范作用 也不对其他行业和岗位的从业人员起作用 例如 律师的职业道德要求他们必须努力为当事人进行辩护 而警察则是要尽力去搜寻犯罪嫌疑人的犯罪证据 可见 职业道德的适用范围不是普遍的 而是特定的 有限的 3 表现形式的多样性职业领域的多样性决定了职业道德表现形式的多样性 随着社会的高速反展 社会分工将越来越细 越来越专 职业道德的内容也必然千差万别 各行业为适应本行业的行业公约 规章制度 员工守则 岗位职责等要求 都会将职业道德的基本要求规范化 具体化 使职业道德的具体规范和要求呈现出多样性 4 一定的强制性职业道德除了通过社会舆论和从业人员之间的内心信念来对其执业行为进行调节外 它与职业责任和职业纪律也紧密相连 职业纪律属于职业道德的范畴 当从业人员违反了具有一定法律效力的职业章程 职业合同 职业责任 操作规程 给企业和社会带来损失和危害时 职业道德就将用其具体的评价标准对违规者进行处罚 轻则受到经济和纪律处罚 重则移交司法机关 由法律来进行制裁 这就是职业道德强制性的表现 但在这里需要注意的是 职业道德本身并不存在强制性 而是其总体要求与职业纪律 行业法规具有重叠内容 一旦从业人员违反了这些纪律和法规 除了受到职业道德的谴责外 还要受到纪律和法律的处罚 国家规定的对衡器产品施行的初次技术检定以及后续的周期检定 体现了国家技术监督部门依据计量法对衡器的法制管理行为 而对使用中的衡器进行维护和自我校准就属于衡器装配调试工人自律的性质 5 相对稳定性职业一般处于相对稳定的状态 决定了反映职业要求的职业道德必然出于相对稳定的状态 如商业行业 童叟无欺 的职业道德 医务行业 救死扶伤 的职业道德等 千百年来为从事相关行业的人们所传承和遵守 6 利益相关性职业道德与物质利益具有一定的关联性 利益是道德的基础 各种职业道德规范及表现状况关系到从业人员的利益 对于爱岗敬业的员工 企业不仅应该给予精神方面的鼓励 还应该给予物质方面的褒奖 相反违背职业道德 漠视工作的员工会受到批评 严重者还会受到纪律的处罚 一般情况下 当企业将职业道德规范 如爱岗敬业 诚实守信 团结互助 勤劳节俭等纳入企业管理时 都要将其与自身的行业特点 要求紧密结合在一起 变成更加具体 明确 严格的岗位责任或岗位要求 并制定出相应的奖励和处罚措施 与从业人员的经济利益挂钩 强调责 权 利的有机统一 便于监督 检查 评估 以促进从业人员更好地履行自己的职业责任和承担相应义务 衡器装配调试工职业守则 第2节 一 遵守法律法规和有关规定衡器装配调试工在工作中不仅应了解 遵守与劳动者关系密切的劳动法 合同法等法律 还须在工作中熟悉和遵守 中华人民共和国计量法 及其实施细则的相关规定 在衡器产品装配和调试的过程中执行产品技术标准 以达到各种衡器产品计量检定规程的要求 二 爱岗敬业 忠于职守 自觉履行各项职责爱岗敬业 忠于职守是职业道德的核心和基础 用理智培养自己对本职工作的兴趣和爱好 树立为人民服务 为社会做贡献的价值观 只有对工作端正了态度 热爱自己的工作 才能提高责任心 才能具有自觉履行各项职责的精神力量 主动在自我监督 自我要求的状态下积极努力地完成工作 三 工作认真负责 严于律己衡器装配调试是有一定技术含量的工作 而且关系到整机产品质量的大局 工作中切不可掉以轻心 务须全神贯注 提高责任感 认真地完成每道工序 如实地填写工作记录 四 刻苦学习 钻研业务 努力提高思想和科技文化素质衡器是一个复杂的系统 各个部件互相牵连 每一个部件都会影响到整机性能 作为衡器装配调试工 要求掌握比较全面 深入的知识 随着科学技术的发展 电子衡器中采用的新技术 新器件 新工艺会越来越多 因此要求衡器装配调试工要不断地努力学习理论知识 还要注重在工作中学习 特别要善于总结 积累实践经验 提高各方面的素质和技能 只有具备了良好的职业技能 才能出色地履行职业职责 服务于社会 五 谦虚谨慎 团结合作 主动配合衡器装配与调试关系到前后工序 关系到集体作业 因此要求工作中要加强团结合作精神 时时刻刻严格要求自己 谦虚谨慎 除了保证自己的工作质量 同时还要主动配合 协调一致地完成集体任务 六 严格执行工艺文件 保证质量工艺文件规定了工作内容 工作程序 工作方法和工作要求 是为了既定的质量目标而制定的强制性操作规范文件 因此是工作中必须严格遵守的工作纪律 工艺文件在执行过程中 不得随意更改或省略 工艺文件的改变 必须具备相关的审批手续 七 重视安全 环保 坚持文明生产安全是生产的保证 环保是对社会承担的义务 是生产中数一数二的大事 每个劳动者要牢记于心 落实于行 文明生产会产生良好的生产氛围与环境 有益于劳动者的身心健康 有助于提高生产秩序和生产效率 从而为产品质量提供有力的支持 劳动者要遵守文明生产的制度规定 养成自觉文明生产的良好习惯 八 衡器装配调试工的责任衡器是使用最广泛 品种最多 数量最大的一种计量器具 广泛应用于工业 农业 交通 电力 矿山 冶金 化工 港口 商业 外贸 医疗医药等各行各业 在国民经济 国防建设 科学研究和民众生活中衡器都发挥着重要作用 例如 当货物进行贸易结算时 需要准确的衡器 电子平台秤 轨道衡 汽车衡等 提供结算依据 港口散装物料需要皮带秤或大型料斗秤来装卸 工业生产中 不仅原材料进出厂需要计量 汽车衡 轨道衡 而且当用多种原料制造一种产品 如橡胶 玻璃 水泥 药品等 时 则需要使用配料秤控制各种成分的配料比例 火电厂要用给煤机 专用衡器 实现最佳与最经济的发电控制 化肥或者水泥等袋装商品 要用到自动包装秤 拳击和摔跤运动员需要高精度人体秤称体重来定等级等 可以说 衡器对于保证公平交易 控制产品质量 提高劳动生产率 节能降耗等诸多方面都不可或缺 衡器的核心是一个 准 字 不管是在衡器的科研岗位 管理岗位 制造岗位 还是使用岗位 都要首先保证衡量数据的准确 衡器作为计量产品 必须是百分之百的合格品 按照计量法的规定 衡器企业绝不允许制造二级 三级产品和残品 次品 衡器装配调试工总是处于生产 安装 调试的最后一道工序 既是合格产品的生产者 也是合格产品的把关人 因此 衡器装配调试工肩上担负了重要的工作责任和社会责任 一定要严格遵守衡器装配调试工的职业道德守则 练就高超的技能 制造合格的衡器 以报效社会 正是由于衡器具有量大面广的影响 所以国家把衡器列入了法制管理的重点计量器具目录 衡器基础知识 第二章 衡器的发展 第1节 度量衡在中国源远流长 是众多古代文明奇葩中的一支 具体地讲 度量衡是三种不同含义的计量 度 是指长度测量 量 是指容积测量 衡 是指质量测量 布指知寸 掬手为升或累黍计长 累黍计重等 都是农耕初期阶段的原始计量方法 古人还约定了质量标准并写进书里 如 一手之盛 谓之溢 两手谓之掬 掬四谓之豆 小尔雅 广量 尽管早期的度量衡及其计量规定都很粗糙 但毕竟掀开了中国计量历史的第一页 度量衡伴随着人类的生产 交易活动而产生 因此 度量衡的发展忠实地映射出人类文明发展的过程 一 原始度量衡开启了中国计量的历史 现今已经出土的天平和砝码 最早可以追溯到夏代 证明我国在夏代就知道利用杠杆原理制造衡器了 这就是衡器的祖先 人们把秤和天平叫做 衡 衡器 把砝码叫做 权 西周 公元前1046年一公元前771年 时的青铜器上发现有 金十寽 音虑 金十匀 等铭文 金 就是铜 寽 和 匀 是古代的质量单位 由此判断那时已用 金 作为交易的等价物且予以测量 二 夏商周时期出现利用杠杆原理制成的衡器 史学界根据春秋时期的右伯君铜权 郑国铜权及战国时期的司马禾石等出土器物考证出 在春秋时人们多使用衡器称量黄金 铜等贵重物品 图2 1是楚权和楚衡 带有一组6个大小不等的圆环状砝码 反映了楚权多为环形 众所周知 秦始皇以 车同轨 书同文 权同轻重 统一了度量衡 秦代诏铜权 带有朝廷诏书的铜砝码 上用阴刻小篆书写秦始皇统一度量衡的铭文 它在记录秦始皇一统天下雄伟大业的同时 也昭示了我国自秦起就实行了国家对衡器的法制性管制 这一制度被沿袭下来 赋予衡器公正 清廉 严明的象征 对历代衡器发展影响深远 秦及以后的铜权如图2 2所示 和今天所用的秤砣相似 三 秦始皇统一度量衡 制度为历朝沿袭 汉代的强大 把衡器的发展推入了第一次兴盛时期 陕西省眉县的西汉古墓中出土了距今2000多年的一个木杆秤 学者认为是迄今发现的最早的木杆秤实物 汉书 历律志 中收录了当时学者刘歆写的我国第一篇度量衡专著 汉书 食货志 记载 黄金方寸 而重一斤 后汉书 礼仪志 记载 水一升 冬重十三两 这些记载很了不起 说明我国在公元前200年就掌握了质量与黄金密度 水密度及温度之间存在的科学关系 这一描述 颇接近当今对千克的定义 1kg即4 时1dm3纯水的质量 出土的北魏 北齐时期的秤砣已多为铁砣 杆秤在魏 晋 南北朝时期已经普遍使用 图2 3是北魏执秤图 杆秤历数千年沿用至今 形式无大变化 大唐六典 规定度量衡的标准器由太府寺主管 每年八月以标准器定期校准官民所用的度量衡器 形成了早期的量值比对与传递 衡器制作的形式 制作材料也日益丰富 促使衡器被广泛使用 出土的布天平 见图2 4 年代是唐代 唐初发行的开元通宝铜钱 在质量单位 两 以下又细分为 钱 说明已从 斤斤计较 到 钱钱计较 了 宋朝已经形成杆秤的完整系列 大秤可以称量数百上千斤 秤杆有2m多长 秤钩端头直径有5 6cm 须两人抬起或挂起来使用 民间称为 杠子秤 出土的宋代大秤砣 标重100介 实为64000克 而景德年间出现的戥秤 又叫戥子 可以精确到l厘 40mg 使衡器的准确度提高了几个量级 明朝万历戥秤如图2 5所示 明清官府对度量衡器的管理基本沿用唐制 清康熙元年颁库平制 以l立方寸为金 银 铜 铅为质量标准 计量发展对于社会生产和贸易的兴盛 公平起到不可或缺的作用 正如 论语 所说 审法度 谨权量 天下之政兴焉 从图2 6中可以看到清代盐运中使用杠子秤称重的繁忙景象 新中国衡器经历了机械化 电子化和现代化三大阶段的演变与发展 据1952年的统计 全国已经建立了l5个国营衡器厂 私营作坊有2379家 又经过十来年的发展 在24个省 市建立了大型专业衡器厂 衡器步入了机械化生产的阶段 但是 多年以来 人们都是利用杠杆等机械原理制造衡器 技术上没有太大突破 20世纪六七十年代 我国开始了电子衡器的研制 电子衡器用传感器将质量转化为电信号 再用仪表显示出来 是称重技术的一次革命 衡器产品不再局限于简单的品种与功能 形成了一个多品种多系列的产品大家族 改革开放以来 电子衡器在我国得到普及和高速发展 制造电子衡器的厂家达到数百家 20世纪末 电子衡器已在中国担当主角 衡器进入了电子化时代 五 新中国衡器生产 清末 随着帝国主义列强的入侵 外国度量衡制度纷纷传人我国 如英制 法制 俄制 德制 日制等 当时戏称 万国制 度量衡制度的混乱 制约了我国度量衡的发展 1918年 我国出现了修理外国台秤的作坊 当时外国人带到中国的台秤 用坏了找中国工人修理 但控制严格 不准中国人仿造 到了l922年后 国人从修理中掌握了技术 开始制造台秤 当时又流行叫做磅秤 四 近代衡器印上殖民主义烙印 进入21世纪 衡器制造业迈入了工业化和信息化相互融合的发展道路 这也是现代衡器发展的重要标志 中国衡器企业林林总总近千家 具有一定规模的衡器企业也有数十家 他们采用先进的设计技术 先进的制造设备 先进的材料与器件 进行着衡器现代化的生产 更可喜的是有越来越多的中国衡器企业使用着自主技术设计 生产衡器 为了维护贸易的公平性与公正性 衡器被纳入国家重点管理的计量器具目录 列入目录的衡器实行法制性的首次检定和周期检定 现在 中国有能力制造衡器大家族中的各种衡器 称重技术水平日渐与国际接轨 两化融合有力地促进着中国衡器工业由制造大国向制造强国转变 机械化时期的大型衡器车间里使用手工焊接汽车衡的秤体骨架 如图2 7所示 电子衡器生产线如图2 8所示 图2 7早期使用手工焊接汽车衡的秤体骨架 图2 8电子衡器生产线 衡器的工作原理与分类 第2节 传统意义上的衡器是指利用作用在物体上的重力测定质量的计量器具 如天平 计价秤 汽车衡 皮带秤 吊秤 轨道衡 定量包装机 配料系统等 广义的衡器泛指利用各种原理的所有能够测定物体质量的装置以及可以测定与质量有函数关系的相关量值的设备装置 如计数秤 水分测定仪 密度仪 铁路偏载或飞机重心监测分析仪 物料高度检测仪 起重安全警示器等 它们都是衡器大家族中的产品 质量是物体的一种重要基本属性 它是物体惯性和引力大小的量度 衡器使用的质量单位是国家法定计量单位 例如 kg 千克 g 克 mg 毫克 g 微克 t 吨 对于特殊应用 如宝石贸易 可以用米制克拉 1ct 0 29 作为衡器的计量单位 一 衡器的概念和工作原理 1 衡器的概念 现代衡器的测量量限之比可以达到1015的量级 向下可以精准到微克级 向上可以计量千吨级 例如 最大称量为20g的天平 可以准确到1 g 甚至0 1 g 电子计价秤最大称量一般是3kg或15kg 其精度分别为1g或5g 电子吊秤最大称量由数百克到数百吨 汽车衡称量为30 300t 矿用 钢铁厂中的轨道衡可以称量800t的铁液 图2 9 图2 12分别是汽车衡 隔热式电子吊秤 电子计价秤和微量天平的外观图 图2 9电子汽车衡 图2 10隔热式电子吊秤 图2 11电子计价秤 图2 12微量天平 大多数衡器均采用力学原理制成 如杠杆原理 弹性原理 液压原理等 除此之外 还可应用各种物理现象的压电效应 电磁效应来测量物体的质量 还有利用射线衰减效应制造的核子皮带秤等 称重的方法有直接称量和间接称量两种 1 直接称量通过用称量结果直接与标准量比较而得到检测结果的方法 称为直接称量 如用机械天平称量物体质量时 就是将被测质量与标准砝码进行比较 由天平直接给出被测质量值 1 衡器称重原理及方法 2 间接称量把被测质量变换成与被测质量有函数关系的其他量 再去与标准量比较而得到检测结果的方法 称为间接称量 如电子秤一般是先由传感器将力信号转变成电信号 再经过与标准砝码标定过的检测电路进行比较后给出被测质量值 如图2 13所示 载荷 承载器 称重传感器组件 电子测量转换器 显示器 功能键盘 在电子衡器的传感器中 使用最多的是电阻应变式传感器 通常方法是测量弹性体在物体重力作用下产生的形变 通过应变计将形变转换为电信号 再经过称重仪表测量并最终显示物体的质量 其他测量弹性体形变的方法还有电容法 电感法 差动变压器法 谐振法等多种方法 作为高准确度测量 电子秤大多采用电磁平衡力的方法 电子衡器工作原理图 现代称重技术是一门综合应用技术 它融合了多种当代技术 又反过来服务于各个领域 因此 综合应用程度与开放程度应作为衡量衡器是否足够先进的两把尺子 从大趋势来说 在设计和制造中 吸收和融入的现代技术越快 越多 衡器就越先进 在衡器应用上 突破传统的封闭系统概念 对外实现的开放性越强 衡器就越先进 随着传感器技术 计量技术 计算机技术 通信技术 软件编程技术 光电技术 现代集成制造技术和生物技术的发展和不断融人称重技术 衡器呈现以下具体安展方向 一 衡器的发展方向 在称重技术的传统研究领域 将不懈地 更深入地发展衡器的计量原理和计量性能 如 1 量程扩大 向两端延伸 称量的范围继续向0 1 g以下及2000t以上延伸扩展 2 进一步提高准确度 随着科技进步 现有衡器的准确度不能全部满足科研生产的需要 会被提出 也有可能实现更高的称重指标 而且 伴随着更高计量技术指标的研究 崭新的称重原理和称重方法都有望获得突破性进展 1 更深入挖掘计量性能 3 提高稳定性 自有电子衡器以来 衡器的稳定性就成为显著问题 从使用和公信的角度出发 稳定性甚至是比准确度更令人关注的指标 4 提高静态或准静态测量的实时精确程度及良好的重复性 掌握使衡器呈现长期稳定 准确 高线性 高可靠性 高往复性 低迟滞等优秀静态特性的设计 制造与调试手段 5 实现高速 连续 准确的动态测量 具有优化快速 实时采样与处理的动态响应曲线 可缩小动态误差 适应高度自动化及复合测量过程中的实时控制与瞬时称重 校准同步的需要 研究并总结振动 流动 旋转 重心变化等状态下物体的动态称重技术及算法 随着技术的发展 衡器的安全性于近期日益突出 对衡器的安全性应予以充分重视 目前至少包括以下5个方面 1 衡器操作的安全性 强调的是人身安全 设备安全和环境安全 2 在允许的严酷条件下及发生设备故障时 确保衡器具有不丢失有效数据的技术性能 即衡器应当具有即时判断故障及保存断点数据的技术安全措施 3 从提高衡器反作弊安全性考虑 加强衡器运行 调试管理及调校数据的严密保护功能 坚决维护衡器作为计量器具的公平公正性 4 保护软件开发的知识产权 采取加密措施 提高衡器应用软件的安全性 5 针对不断升级的网络攻击与盗取行为 应充分认识到提高网络安全性的重要性与紧迫感 2 提高安全性 3 功能拓展及称重技术在非衡器领域延伸 衡器突破传统模式 能够对各种物态 如固态 液态 气态的颗粒状 粉末状或黏性物体 混合物体的物理化学参数等进行准确称重 分析和控制 开发多种称重方法结合的多参数 多通道 多功能测量 分析与控制 完成传统衡器的革命性发展 如在太空失重状态下进行称重 对变质量物质进行称重等 只有打破传统衡器领域的应用 才能使衡器称重技术得到极致发挥 1 称重技术智能化计算机技术和嵌入式技术的发展使衡器的 大脑 越来越发达 特别是当前PC成熟的双核乃至8核的多核技术 结合成熟的多线程应用程序 使得称重技术领域的多任务实时测控任务不仅开发和运行自如 且保证了整个称重系统始终处于自检测 自学习 自适应和自控的最佳工态 称重技术有了丰富软硬件的充分支持 智能化衡器的实现可望又可即 称重系统可以从传感器一次测量端就开始实施数字化 智能化 国外称之为smartsensor 一方面提高了抗噪 抗干扰 防作弊能力 另一方面引入了数字补偿 自诊断 免标定等先进技术 优化了系统结构和衡器功能 4 与高新技术结合 2 衡器网络化现在的网络技术及其通信协议发展迅速 任何设备只要具有必备的通信能力 就可以连入网络中进行通信 打破了操作者的时空界限 衡器作为称重模块 通过局域网 LAN 可以融人企业的集散控制系统 DCS 和现场总线控制系统 FCS 进行网络内的测控 通信 诊断 而且 通过广域网 WAN 实现全球性的连接与应用 最大限度地实现了数据采集与共享 交互性联络 实行真正意义上的分布式测控 工业控制网络化和信息网络化的结合 真正推动工业智能控制系统得到极大发展 如上图所示为一种网络化测控系统 虚拟仪器 VI 的基本思想是用计算机资源实现传统测量仪器的输入 处理和输出等功能 形成 用户自己定义的仪器 国际上有人认为 Thesoftwareisstilltheinstrument 虽然未免偏颇 但它幽默地描绘了以软件为核心的模块化发展方向 肯定了软件的灵魂作用 通过软件定义模块化硬件的功能和创建自定义界面 用户可以快速实现不同的测试与控制搭配 VI体现出集成性出色 扩展性强 开发时间少 技术性能高四大优势 这些优势都由模块化I 0 集成化的软硬件平台共同支撑 所以使用者可以轻松地依靠图形化设计完成程序开发 在当今衡器的开发中 应当逐步地建立起软件的灵魂和发动机地位 由点至面 由表及里地有次第开拓 图2 15所示为虚拟仪器概念示意图 4 其他例如 采用现代工艺技术 实现衡器小型化 模块化 清洁化也是人们一直追求的目标 3 仪器虚拟化仪器虚拟化又可以称为硬件功能软件化 不仅是降低开发成本 缩短制造周期的办法 更是一条仪器改革之路 三 衡器的基本结构 衡器的基本结构由承载器 载荷传递装置和载荷测量装置三大主要部分组成 以电子台秤为例 简单衡器由图2 16所示的结构组装而成 复杂衡器作为一种现代测量系统设备 还含有完成系统功能所必需的测量仪器 测量组件 测量软件和相关的辅助设备 汽车衡构造示意图如下图所示 图2 16电子台秤的结构示意图1 载荷测量装置 称重仪表 2 承载器 台面 3 载荷传递装置4 载荷传递核心部件 称重传感器 1 承载器 loadreceptor 承载器是用来放置被称物的装置 根据被称物体的特征 称重形式 技术要求和计量要求而设计 可以包括进料和出料装置 其设计的原则 承载器应保持稳定和不引入附加的干扰力 并要求不因被称物体重心位置改变和物料分布不均而影响称重结果 承载器的形状结构取决于所称物体的形态 大多为平台式和容积式 斗形 罐形等 也有比较特殊的结构 如转子秤和冲板流量计等 承载器由称重单元支撑 台秤 地中衡一般配用平台承载器 专用称量某种物体的秤 则配有能缩短称量时间 减小操作繁重性的专用承载器 如衡量颗粒状物料的秤上设置簸箕式秤盘 衡量液体的秤则安装专用储盛器 此外 承载器的形式还有轨道衡的轨道 皮带秤的运输带 吊秤的吊钩 包装秤的料仓等 承载器的结构虽各不相同 但功能却是一致的 由三个以上称重单元支撑的承载器是稳定的 但必须经过调整或使用一些附加结构才能使其保持稳定 为了保证承载器在工作时具有正确的状态和安全性 一般需要安装制动限位器或约束机构 常用的结构如图2 18所示 限位器主要用来保证承载器处于正确的受力状态 防止承载器受到外力冲击时倾倒或超过设计位移 不能恢复正常的工作状态 因为在冲击力存在的过程中 限位器的接触处会引入不规则的附加力 明显地影响称重结果 因此 用于静态称重的限位器应使承载器与基座之间保持一定的活动间隙 避免引入附加干扰力 且这种承载器都有自动复位功能 在冲击力解除后 能恢复到原位 约束机构的引入不可避免地要产生附加力 在设计和使用约束机构时要特别注意 尽量减小附加力的影响 当承载器装有三个以上的约束机构时 由于处理不当 会造成所谓的 超静定 状态 使承载器 卡死 或带来显著的附加力 造成很大的误差 图2 19所示为具有约束杆的传感器在大型称重罐中的典型运用 图中的四个支点 有三个支点被约束 左上角处的支点是自由的 这样的约束机构可避免大罐热胀冷缩造成几何形变的影响 图2 19大型称重罐典型约束机构示意图 2 载荷传递装置 load transmittingdevice 称重传感器 loadcell 是载荷传递装置的心脏 也是电子秤的关键部件 传感器是将力学量转换为电学量的一次转换元件 它的性能决定了称重系统的最终性能 因为电阻应变式称重传感器便于规模化生产 价格低廉 以及适于标准化 所以在衡器中得到广泛运用 右图是电子台秤内部结构示意图 它是把作用在承载器上的载荷所产生的力传递到载荷测量装置的部件 常用的电阻应变式传感器的类型有 柱式 单悬臂梁 桥式 S型 轮辐式 单点式等 其量程可由几十克到几百吨 下图是几种电阻应变式称重传感器的外观 不论选用何种形式的传感器 如果安装不正确 即使是质量最好的传感器也不能得到正确的测量结果 无论何种类型的传感器和加力支撑结构 均可归纳为三种安装方式 如图2 22所示 其中图2 22a所示为典型圆柱式传感器的摆动式支撑结构 上 下有万向接头的s型结构也属此类 这种结构顶部为球形接触 下部为一球面底座 此时传递垂直力时 既不受偏载力影响 也不受力矩作用 具有极高的准确度 图2 22b以桥式称重传感器为代表 一端为球形 底端为平面支撑 此种形式会受偏载力的影响 但不受力矩作用 需要通过约束机械来消除偏载力的影响 适用于中等准确度的称重系统 在工业称重领域得到广泛运用 如图2 22c所示 此种称重传感器底面和加载面与底座和承载器是固定连接 它可以不用约束机械 在不受力矩影响时 也可具有较高的准确度 例如使用单点式称重传感器的台秤和地秤 称重传感器与承载器结合时 必须考虑以下三个基本因素 1 承载器的位移引起的偏载力和力矩 2 称重传感器的载荷分配 3 作用于承载器的外部干扰力 例如 与料斗或罐相连的下料管道 以及约束机构 对不同类型的传感器 厂家都会给出安装条件的要求 图2 23是某厂家对柱形称重传感器给出的安装要求 有的还会给出约束导向件等的具体要求和附件 使用中应遵循这些要求 才能使称重传感器得以正常发挥作用 国际建议0IMLR60 2000年版 称重传感器计量检测规程 中将称重传感器分为A B C D四个准确度等级 分别与OIMLR76 非自动衡器 中衡器的四个准确度等级相对应 这样对于衡器制造来说非常方便 例如C级3000分度的传感器 表示该传感器的界定分度数为3000 一般说来 用它来制作分度数为3000的衡器是足够的 2 载荷测量装置 load measuringdevice 载荷测量装置的核心是称重显示控制仪表 indicator 它将来自传感器的电量信号进行处理 实现称重结果的显示 传输 打印和存储 并能根据称重系统的要求 通过通信接口发送和接收信号 实现对称重系统的控制 称重显示控制仪表根据使用目的不同 可分为静态测量仪表和动态测量仪表两大类 现在衡器大多采用微机作为显示终端设备 扩展了仪表的许多功能 在机械衡器中大多采用模拟显示装置 左图和右图分别是称重显示控制仪表的外观和工作原理框图 四 衡器的分类 用来测量质量 重量 的器具有上百种 其测量原理 用途和使用环境各不相同 因而可以从不同角度来进行分类 因此分类的方法很多 以下仅列出常遇到的几种 1 按法制管理目录分类由计量法所规定的法制管理目录 可将衡器划分为强制性管理衡器和非强制管理衡器两大类 在我国 凡是用于公众贸易结算的衡器 均列人强制性管理目录进行法制管理 须取得计量器具制造许可方能进行销售和使用 而且在使用中还要定期接受计量管理部门的计量性能检定和监督 2 按用途分类按照衡器的用途 可大体分为以下若干类别 1 商业用衡器 如计价秤 邮资秤 标签零售秤 商用案秤 商用台秤等 2 工业用衡器 如吊秤 汽车衡 轨道衡 配料秤 定量包装秤 液体灌装秤 钢包秤 钢材秤 分检秤 皮带秤 转子秤等 3 医用衡器 如婴儿秤 病床秤 透析用秤等 4 实验室用衡器 如精密分析天平 实验室天平等 5 家庭用衡器 如厨房用秤 体重秤 手掌 秤等 轨道衡 定量包装秤 配料秤 液体灌装秤 钢包秤 钢材秤 上面所列的计价秤 邮资秤 标签零售秤 汽车衡 轨道衡 配料秤 定量包装秤 分检秤 厨房用秤 体重秤 婴儿秤 病床秤等衡器的命名都是很明确地联系到它们的具体用途 而案秤 台秤 见下图 吊秤 皮带秤 见下图 转子秤等的命名则是另一种构思 来源于它们的外观或样式 台秤 皮带秤 3 按结构分类 1 机械衡器如弹簧度盘秤 杠杆式天平 台秤 案秤 地中衡等 机械衡器称重是基于静力或力矩平衡原理 称 出的是物体的质量 弹簧度盘秤除外 2 电子衡器随着科技发展 各类衡器产品都广泛应用了电子技术 电子衡器的发展日新月异 使用称重传感器的电子秤 是将重力值转换为电量 称 出的是物体的重量 结果与测量处的重力加速度有关 4 按称重状态分类 1 静态衡器如天平 台秤 案秤等 2 动态衡器如皮带秤 分检秤 自动轨道衡 公路超载预检用的汽车衡等 5 按称重原理分类 1 根据力平衡或力矩平衡原理制作的衡器 如天平 杠杆秤 机械秤等 2 根据胡克弹性原理制作的衡器 几乎包含了所有物理原理 如应用电阻应变计 电容法 电感法 电磁法 压电法 光学法 电磁力补偿法 振弦 谐振音叉 谐振 声表面波等方法制作的衡器 3 利用其他物理原理测量物体质量的仪器 如液压秤 质谱仪 陀螺式测力装置 核子皮带秤等 6 按计量学分类国际法制计量组织 OIML 根据衡器的操作方式和检验方法的不同 将衡器划分为非自动衡器和自动衡器两大类 并针对非自动衡器 自动衡器和称重传感器制定出相关的9个OIML国际建议 它们的作用类似于我国的检定规程 其编号与名称见下页表 我国是OIML会员国 根据0IML国际建议制定有相应的国家标准和检定规程 9个OIML国际建议的编号与名称 衡器术语和计量误差要求 第3节 1 衡器 weighinginstrument 利用各种称重技术 确定物体质量或作为质量函数的相关数值 量值 参数或特性的计量器具 广义定义 按其操作方式 衡器被分为自动衡器和非自动衡器 2 非自动衡器 non automaticweighinginstrument 在称重过程中需要操作者干预 例如需要人或通过人的操作向承载器加上或卸去载荷 而获取称量结果的衡器 3 自动衡器 automaticweighinginstrument 在称量过程中不需要操作者干预 并能按照预定的处理程序自动工作的衡器 4 称重系统 weighingsystem 与其他相关设备组合起来 以执行特定称量过程的衡器 5 电子衡器 electronicweighinginstrument 凡是装有电子装置的衡器都称为电子衡器 6 静态称重 staticweighing 在称重期间 被称量的物体 载荷 保持稳定的称重操作 一 衡器的基本术语 7 动态称重 dynamicweighing 动态称重一般可分为三类情况 第一类 在称重过程中 被称物的质量是随时变化的 或增加或减少 这类衡器主要有非连续累计秤 定量包装秤 累彬组合秤 减量秤等 第二类 在称重过程中 被称物与承载器问有相对运动 如皮带秤 动态轨道衡 动态汽车衡 分检秤等 第三类 衡器安装在行驶的车辆上 航行的船上 飞机上以及在太空中飞行的航天器上 绝大部分动态称重衡器都属于自动衡器 根据不同的动态称重类型 使用的称重手段也不同 第一类动态称重的测量准确度 很大程度上取决于被称物料的性质 如颗粒大小 密度以及是否是多种不同物性混合物等 解决的主要方法是设计更合理的下料机构 设计更有效的修正数学模型 第二类动态称重主要是如何消除运动物体由于运动而产生的振动和其他附加干扰力的影响 解决方法是设计合理的承载器 设计有效的滤波器和数字处理算法 以及能满足快速称重的新型称重传感器 例如使用压电薄膜电缆式称重传感器解决高速行驶车辆的称重问题 8 模块 module 可从衡器中分离出的一个独立部分 能够完成一种或几种特定的功能 并且可以对其计量和技术性能进行单独评价 衡器的典型模块是称重传感器 称重显示控制仪表 模拟或数字数据处理装置 称重模块 终端和远程显示器 模块可以取得独立的形式批准证书 9 称重模块 weighingmodule 包括衡器所有机械和电子装置 即承载器 载荷传递装置 称重传感器和模拟数据处理装置或数字数据处理装置 部分 但不包括称量结果显示器 称重模块可以选择多个装置对衡器做进一步的 数字 数据处理和操作 10 毛重值G或B grossvalue 皮重装置或预置皮重装置不运行时 衡器上载荷的重量示值 11 皮重值T tarevalue 由皮重称量装置确定的载荷重量示值 12 净重值N netvalue 皮重装置运行后 衡器上载荷的重量示值 13 最大称量Max maximumcapacity 不考虑添加皮重的最大称重能力 14 最小称量Min minimumcapacity 小于该载荷值时 称量结果可能产生过大的相对误差 15 称量范围 weighingrange 最小称量和最大称量之间的范围 16 最大安全载荷Lim maximumsafeload 在衡器的计量性能不发生永久性改变的前提下 衡器所能承受的最大静载荷 17 实际分度值d actualscaleinterval 以质量单位表示的值 对模拟指示 是指两个相邻标尺标记对应值的差 对数字指示 是指相邻两个示值的差 18 检定分度值e verificationscaleinterval 检定分度值代表了衡器的绝对准确度 用于对衡器准确度分级和检定 是以质量单位表示的值 19 检定分度数n numberofverificationscaleintervals 最大称量和检定分度值的商 n Max e n代表衡器的相对准确度 1 测量误差的概念及种类称重过程实际上是测量过程 在一切科学实验和各种测量工作中 自始至终都会产生测量误差 1 误差概念由于被测量定义 测量手段的不完善 测量结果和它的真值并不一致 测量结果与真值之间的差异就是测量误差 真值是指一个物理量在一定条件下所具有的客观量值 又称为理论值或定义值 如三角形内角之和恒等于1800 一个整圆的圆心角恒等于3600等 真值是个理论概念 在工程中并不能确切得到 实际计算中常使用约定真值 约定真值是指对于给定目标具有适当不确定度的 赋予特定量的值 常把下面几种约定值规定为真值 1 理论真值 2 计量学约定真值 国际计量大会的决议已定义了长度 质量 时间 电流 热力学温度 发光强度及物质的量这七大基本单位 凡是满足有关规定条件复现出的数值即为计量学约定真值 3 标准器的相对真值 4 在有些情况下 可以认为高一级标准器的测量值是低一级标准器或普通仪表测量值的相对真值 二 误差及衡器模块间的误差分配 2 绝对误差 相对误差和相对百分误差测量误差通常以绝对误差 相对误差和相对百分误差表示 1 绝对误差是指仪器的指示值与被测量真值之差 即 X Xi X0 2 1 式中 X 绝对误差 绝对误差有大小 单位和符号 它不能完整地反映测量的好坏 只能反映某测量点的准确度 一般从各个测量点的绝对误差中选取最大的绝对误差作为仪器的最大误差 2 相对误差通常是指仪器的绝对误差与被测量真值之比 即 X X0 100 2 2 式中 相对误差 由式 2 2 可以看出 相对误差不仅与绝对误差的大小有关 也与被测量的大小有关 一般以百分比表示 3 相对百分误差 也叫做引用误差或相对折合误差 通常是指仪器的绝对误差与测量仪器的量程之比 即 X X上 X下 100 2 3 式中 相对百分误差 X上 仪器测量范围上限值 X下 仪器测量范围下限值 由式 2 3 可以看出 相对百分误差不仅与绝对误差的大小有关 也与仪器测量范围有关 它能比较准确地反映仪器的准确程度 减小仪器测量范围 可以达到提高仪器准确度的目的 3 误差分类1 系统误差 系统误差是在相同条件下对同一被测量进行多次测量所得结果的平均值与被测量真值之差 系统误差是有一定规律的误差 一般可用修正的方法进行校正 如仪表零点偏高造成示值偏高 可以调低零点 2 随机误差 偶然误差 随机误差是指在相同条件下对同一被测量进行多次测量所得结果与其平均值之间的差异 由于偶然因素 如温度 湿度 电压 噪声等 变化的影响 各次的检测值之间产生差异 这种误差是不确定因素 对于单个测量误差 无规律可循 难以估计 但多次测量出现的偶然误差 则服从统计规律 3 粗大误差 粗大误差是在相同条件下 对一个被测量进行多次测量时 由于操作不当所造成的误差 粗大误差严重歪曲测量结果 须从测量数据中剔除 因此 要求操作者一定加强责任心 避免粗大误差的产生 分析误差产生的原因 不外乎从测量装置 测量方法 测量人员 测量环境等几个方面去考虑 2 衡器误差术语及符号 1 示值误差E errorofindication 衡器的示值减去相应载荷质量的约定真值 2 固有误差I intrinsicerror 在标准条件下确定的衡器的误差 3 最大允许误差MPE maximumpermissibleerror 衡器处于标准位置且在空载时调至零 在使用参考标准质量或标准砝码确定示值与相应真值之间的差时 技术法规所允许的正的或负的最大差值 Mel表不首次检定最大允许误差 MPE2表示使用中最大允许误差 4 增差 fault 衡器的示值误差与固有误差之差 原则上 增差是电子衡器内部或经由电子衡器的数据非意愿变化而造成的 5 显著增差 significantfault 大于 的增差 以下情况即使超过 也不认为是显著增差 1 在衡器内部同时发生的 且由相互独立的诸原因引起的增差 2 无法进行任何测量的增差 3 其严重程度足以引起关注测量结果人员注意的增差 4 由于示值瞬间变化而引起的暂时性增差 且无法作为测量结果解释 存储或传输 3 模块的误差分配原则衡器中的模块Mi 用于单独检验时所允许的误差限等于衡器最大允差乘以分量系数Pi 分量系数Pi应满足下式要求 P12 P22 P32 Pi 1模块的制造商可自行选择分量系数P 进行相应的测试认证 对于纯数字装置 Pi可等于0 对于称重模块 Pi可等于1 当多于一个的模块参与此误差分配时 对于所有其他模块 该分量系数Pi应不大于0 8且不小于0 3 包括数字式传感器 对于由典型模块组成的衡器 其误差分量系数值见表2 2 并考虑了各模块对不同性能要求的影响程度不同 典型模块的误差分量系数 衡器的计量管理特征 第4节 一 衡器的法制管理特征 称重的目的是保证称量结果的准确 可靠和公正 因为称重不仅关系到国民经济多个方面的经济利益 而且还带有广泛的社会性 因此世界各国都以国家的形式对衡器进行法制管理 以取得整个社会贯彻执行的法律效力 尽管各国的法制管理模式有所不同 但是作为计量器具的衡器 都必须依法进行标定和检定 从法制管理的角度 质量的单位kg 千克 定义为ldm3纯水在最大密度 4 时 下的质量 为了便于直接比对 以一个直径39mm高39mm含铂90 铱10 的铂铱合金圆柱体作为国际实物基准 即质量千克原器 保存在巴黎塞佛尔国际计量局 BIOM 鉴于目前尚不能实现将质量千克实物基准转变为量子质量基准 所以质量千克原器已经沿用了3个世纪 是国际单位制7个基本单位中最后一个仍在使用的实物基准 建立质量的量子基准以替代其实物基准 是当今计量科技工作者努力奋斗的一个目标 我国于1965年引进了国际质量基准 1992年首次参加了国际千克原器比对 获得的国家质量基准原器质量为1kg 0 295mg 编号为N060 其余各准确度级和不同质量的砝码的不确定度均由千克原器逐级往下传递 国际建议0IMLR111中明确规定了砝码准确度等级和传递方法 计量要求和技术要求 在国际建议OIMLR111中 将砝码分为El E2 Fl