本文對非自動衡器國際建議R76修訂的主要內容- 在術語、計量要求和試驗程序三方面做了簡要的介紹和分析。
2003年12月15日,國際法制計量組織OIML TC9/SC1公布了衡器國際建議R76-1非自動衡器 計量和技術要求及試驗的工作草案(WD)的修訂文 本,這預示著新版的R76不久即將問世,這是世界 稱重技術和衡器發展的必然結果,也是產品標準和 技術法規適應不斷變化情況的必然之舉。
全面審視該技術法規的修訂,除了對己有條款 和要求的日臻完善之外,主要是增加了對模塊Module (過去曾稱為組件)、系列(族)Family和軟件Software 的內容。
我們知道,0IML測量儀器、設備的國際建議內 容主要由以下部分組成,術語(名詞和定義)、適用 范圍、計量技術、技術要求、標志、計量控制和強制 性的試驗程序及試驗報告,本文主要是想對模塊、 系列及軟件在計量要求、試驗程序和術語三方面做 個介紹,最后簡要敘述一下R76工作草案WD修訂 版形成的背景材料。
一?計量要求
對模塊(Module)、系列(Family)和軟件(soft- ware)的計量要求,主要集中在型式評價的試驗和審 查的要求條款中。
模塊,單獨測量時,除了過去對最大允許誤差、 示值間的允許變差的分配提出要求之外,還提出了模塊的兼容性(compatibility)問題。
模塊的兼容性必須得到確認的說明。確認和說 明時,將模塊分為稱重顯示器、稱重傳感器和終端相 連的數字輸出模塊二類。對前一類,要求符合該文 件強制性附錄E中的Ei至E4部分'后一類,要求符 合該文件附錄E的E4部分。詳情見草案附錄E。
系列,衡器或模塊系列的試驗,著重提出了 EUT (被測儀器)選擇原則,原則很簡單,就是在具備 最充分的代表性的前提下,選取最小數量的EUT(被 測儀器)。選擇原則的依據主要來自三方面,適應的 計量特性、準確度等級和其它應考慮的特點(fea- tures),在此基礎上,該文件給出了選擇樣機應有計 量性能的清單。選擇的EUT(被測儀器)必須包括:
最大檢定分度數nmax;
最小檢定分度值emin;
最小輸出信號!v/e(僅對應變式稱重傳感器); 全部的準確度級別;
所有的溫度范圍;
單量程、多量程或多分度衡器;
如有定義,承載器的最大尺寸;
應有的計量特點(features);
所有的衡器功能;
所有的指示方式;
所有的外圍連接設備;
所有的執行數字裝置;
所有的模擬和數字接口;
不同的承載器,如果與顯示器相連的話!
不同的供電方式(主要的和/或電池)。
上面清單提到的全部的、所有的、應有的都是 對衡器或模塊整個系列而言,從中選擇的EUT必須 能夠代表它們,且選取樣機數量最小。
非自動衡器國際建議R76將一些巳被公眾所 接受、久經考驗的方法和解答,在‘‘可采用的辦法 (Acceptable solution)”標題下給出范例,盡管不一定 非采用這些辦法不可,但它們被認為是能夠滿足本 規程強制性要求的。
修訂的R76在提出衡器或模塊系列EUT的選 擇原則后,亦通過“可采用的辦法”,例舉了 二個事 例,通過對具體情況的把握來加強對上述選擇原則 的認知和理解,以提高國際建議的可操作性。
1.1不用進行試驗,因為它的檢定分度值與1.2 一樣,且最大稱量200g小于1.2的最大稱量400g, 說明其檢定分度數小于1.2的檢定分度數。
1.3亦不用進行試驗,因為它的檢定分度數與 1.2 —樣,檢定分度值比1.2的大,且最大稱量1.3 沒超過1.2的5倍。
因此,在系列1中,因為它們皆為高準確度等 級!,且溫度范圍一樣,最后選擇1.2進行試驗,以 代表整個系列。出據的報告和證書可以這樣表示:
系列2中需要選取2.1,因為它具有最小的檢定 分度值和最大的檢定分度數。
2.2和2.3不需要進行試驗,因為其最大稱量界 于2.1和2.4之間,其它計量特征e、d、n不是小于就 是等于2.1和2.4。
2.4介于2.1和2.5之間,且Maxe、e、d等于2.1 的10倍,在完成2.1的試驗基礎上,2.4只需進行稱 量,溫度、偏載、鑒別力和重復性等試驗,而勿需再做 傾斜、電源電壓、溫度、量程穩定性、耐久性和電干擾 試驗。
2.5不必進行試驗,因為其最大稱量沒超過2.4 的 5 倍。
系列2中,都是中準確度等級"級衡器,溫度范 圍都是-10"/40",所以通過其中2.1和2.4的試 驗,就可出據下面的報告證書:
二、試驗程序
R76這次的修訂與再版,比上世紀90年代版本 增加東西最多的地方是建議的附錄部分。
我們知道,附錄一般有信息性的和強制性的,為 了達到用統一的和可溯源的方法,來評定衡器的計 量特性和技術特性,確保衡器符合本建議的要求,以 便世界各國及地區計量行政部門之間所取得試驗結 果的交換與相互認可,R76的附錄都是強制性的。
這次修訂,除了保留原來的附錄A—非自動衡 器試驗程序和附錄B—電子衡器的附加試驗外,增 加了附錄C—非自動衡器的模塊一顯示器和模擬信 息處理裝置的試驗和證明(certification);附錄D,非 自動衡器的模塊-稱重模塊的試驗和證明Mcertifica- tion);附錄E,非自動衡器模塊的兼容審查;附錄F, 衡器和數字控制裝置軟件的附加評定和試驗。
附錄C和附錄D只是對非自動衡器的不同模 塊,所以這兩部分的要求內容是一樣的,皆分為下面 四個部分:適用的要求;試驗的基本原則;試驗和 0IML證書制度。
附錄E的主要內容分為五部分:衡器、單獨試驗的稱重傳感器、單獨試驗的顯示器和模擬信息處 理裝置、模擬輸出模塊兼容性審查、數字輸出模塊兼容性審查。
附錄F的主要內容分為四部分"嵌入式(em-bedded) 軟件控制衡器和裝置 ;具有可編程、可更改 軟件的個人電腦及裝置;數據存儲設備、測試報告。
三、術語
除了對原來的模塊概念進行了完善而外,新增 加了通用具體模塊的定義一傳感器(load cell)、顯 示器(indicator)、模擬數據處理裝置(Analigue date processing device) & 稱量模塊(Weighing module) & 終 端(terminal)和遠距離顯示(remote display);還新增 加了系列(Family);及數字裝置(digital device)和外 圍裝置(peripheral device)等。
模塊,衡器完成一種或多種特定功能,并能夠依 據相關建議要求單獨做出評價的可識別的部分。衡 器的模塊要符合規定的部分誤差限。典型的衡器模 塊有:傳感器、顯示器、模擬數據處理裝置、稱量模 塊、POS。
傳感器,是一種力傳感裝置,即考慮到使用地點 重力加速度和空氣浮力的影響后,通過把被測量(質 量)轉換為另一種被測量(輸出)來測量質量的力傳 感裝置。
顯示器,衡器將傳感器的輸出信號由模擬信號 轉化為數字信號輸出,并做進一步的處理,通過質量 單位顯示稱重結果的電子裝置。
模擬數據處理裝置,衡器的電子裝置,將傳感器 的模擬信號轉換為數字信號輸出,進而處理這些信 號,并通過數字接口提供數字形式的稱量結果,但不 顯示它們。
稱量模塊,幾乎是包括所有機械和電子的裝置 (例如,承載器、載荷測量裝置、傳感器和模擬數據處 理裝置)的整個衡器,但不具備顯示稱量結果和操作 衡器的手段。
終端,是數字裝置,具備操作衡器的鍵盤,將稱 量模塊或模擬信號處理裝置傳輸的稱量結果轉化為 示值。
遠距離顯示,沒有鍵盤的終端,能夠運用基本指 示或再現它們。
系列,屬于同一種制造型式的衡器或模塊的可 識別的一組。對計量而言,即有相同設計圖樣和測 量原理(例如,一樣型式的顯示器,設計成同樣型式 的稱重傳感器和載荷測量裝置),但具有一些不同的 計量和技術性能特征(例如最大秤量Y(Max)、最小 秤量Y(Min)、檢定分度值⑷、實際分度值⑷、準確 度等級……)。
系列這一術語和概念,主要是為了減少型式評 價的工作量。通過系列中一個或幾個能夠代表、兼 容的樣機型式評定試驗便可對整個系列做出正確無 誤的判斷,因而,以往一張合格的型式批準證書就可 以給出多于一種規格的衡器或模塊的系列了。
我們知道,人是通過概念進行思維的。術語和其 定義是正確理解技術法規和產品標準的基礎。技術 法規和產品標準的使用者,通過術語方能夠比較準 確全面地認知了解和掌握其內容和要求。這次R76 工作草案(WD)對以往術語的修訂,使其更加全面 和系統,更加準確、合理和易于理解。這里需要說明 這樣幾個問題。
其一,R76的術語是一個體系,使用其中每一個 術語特別是產生模糊感覺時要注意它在整個術語系 統的位置,注意該術語與其它術語的關系,是屬種關 系,從屬關系還是關聯關系。例如,我們在使用模塊 及其屬種關系的幾個術語--傳感器、模擬數據處理 裝置、終端及POS時,要識別與顯示器稱量組件和 遠距離顯示等術語的聯系和區別;也要廓清與術語 承載器(load recepter)、載荷傳遞裝置(load -trans-mitting device)和載荷測量裝置(load-measuring de-vice) 的關系;特別要注意的是與電子部件(electronic parts)、電子裝置(electronic device)、電子組件(elec- tronic :ub -assembly)、 電子兀件(electronic compinent)、數字裝置(digital device)和外圍裝置 (peripheral device)的關系。
其二,反觀我國衡器的技術法規,產品標準和其 它相關技術文獻和資料,往往不給出術語和定義;即 使給出了也是孤立的幾個,形不成系統,這對理解和 執行技術法規和產品標準造成很大障礙。
其三,工作都有階段性,發展才是永恒的主題, 隨著數字傳感器的問世,傳感器和顯示器的界定就 可能需要調整,才能滿足不斷變化的技術現實。從 WD對傳感器的定義來看,己涵蓋了數字傳感器;這 樣顯示器的定義就要在原來的基礎上做出調整,補 充上新的技術內容,即包括A/D功能和不包括A/D 兩方面的敘述。
R76計量和技術要求提出的原則旨在規定衡器的性能,而并非衡器的設計,因而不會阻礙技術的進 步。特別要指出的是,本建議(R76)并未包括電子衡器的所有功能,任何功能只要不妨礙計量要求,則均 可予以考慮,做為計量技術要求基礎的術語,更要體 現這種原則。
軟件,R76沒有給出定義,大概是認為這一術語 的應用范圍很廣范,衡器只是一隅。它應是隸屬計 算機學科。一般教科書上是這樣介紹的。
為了運行,管理和維修計算機所編制的各種程 序的總和就稱為軟件。軟件的種類是很多的,各種 軟件發展的目的都是為了擴大計算機的功能和方便 用戶,使編制解決用戶的各種問題的源程序更為方 便、簡單和可靠。
四、草案形成的背景
任何技術法規和產品標準都要與時俱進,衡器 豈能例外。近幾年,電子衡器技術發展迅速,模擬化、 集成化、智能化不一而足。普及使用率亦越來越廣。 應該說,電子衡器科技的日新月異,給大眾生活帶來 便捷,給工藝流程的自動化控制和檢測注入了無限 的活力。上世紀九十年代初形成的非自動衡器國際 技術法規,自誕生之日起就受到世界各國及法制計 量領域的重視。歐洲共同體、亞太法制計量論壇先 后組織了幾次非自動衡器試驗比對,這無疑成為 R76此次修改再版的直接動力。
以上就是對R76非自動衡器國際技術法規修 訂和再版的主要內容介紹及簡要說明,不妥之處難 免,望同行專家予以指正。
希望衡器一非自動衡器和自動衡器的研發機 構、技術法規和產品標準的制定者及合格評定者注 意以上各方面的走向和研討。以便為WTO/TBC接 軌?,F代標準化的發展形式,除了簡化、統一、通用幾 方面外,還增加了系列化和組合化的趨勢,看來R76 草案給了我們這樣的信息。