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稱重傳感器NTEP認(rèn)證與OIML認(rèn)證
稱重傳感器NTEP認(rèn)證與OIML認(rèn)證
在誤差計算方法上的區(qū)別及難度分析
【摘 要】 本文討論了美國對用于貿(mào)易和商業(yè)的稱重、計量產(chǎn)品進(jìn)行的NTEP(型式評定程序)認(rèn)證和OIML(國際法制計量組織)認(rèn)證在稱重傳感器誤差、重復(fù)性誤差、蠕變、最小靜載荷輸出溫度影響等在誤差計算方法、最大允許誤差上的區(qū)別和數(shù)據(jù)采集的時間要求及認(rèn)證的難度分析。
近年來,我國稱重傳感器生產(chǎn)企業(yè)為與國際市場融合參與國際競爭主要進(jìn)行兩種國際認(rèn)證,一種是OIML認(rèn)證,一種NTEP認(rèn)證,F(xiàn)今稱重傳感器廠家在這兩種認(rèn)證中做的比較多的是OIML認(rèn)證,大家對OIML認(rèn)證也都比較熟悉,我們國家的稱重傳感器國家標(biāo)準(zhǔn)和檢定規(guī)程都是根據(jù)國際法制計量組織出版的OlML R60:2000修訂的。而NTEP認(rèn)證稱重傳感器廠家相對做的比較少,一個是NTEP認(rèn)證主在是針對美國的市場,二是NTEP的各種誤差計算方法與OIML也有點差異。下面主要討論OIML和NTEP兩種認(rèn)證在誤差計算方法上的一些區(qū)別。
一、準(zhǔn)確度等級區(qū)別
OIML:規(guī)定稱重傳感器分為A、B、C、D四個準(zhǔn)確度等級;
NTEP:規(guī)定稱重傳感器分為I、II、III、IIIL、IIII五個準(zhǔn)確度等級。
二、PLC分配系數(shù)區(qū)別
OIML:如制造廠無特殊規(guī)定,PLC=0.7;
NTEP:規(guī)定單傳感器系統(tǒng)(“S”),PLC=0.7;多傳感器系統(tǒng)“M”,PLC=1.0。
三、最大允許誤差區(qū)別,OIML 以C級傳感器為例,NTEP以III級、IIIL級為例
1、傳感器誤差
以此類推,負(fù)荷每增加500V最大允許誤差增
加0.35V(直至負(fù)荷最大到10000V)
以此類推,負(fù)荷每增加500V最大允許誤差增
加0.5V(直至負(fù)荷最大到10000V)
(1)從表1和表2比較可以看出,OIML C級和NTEP III級單傳感器系統(tǒng)PLC一樣都等于0.7,
傳感器誤差也基本一樣,主要一點區(qū)別NTEP III級單傳感器系統(tǒng)傳感器誤差帶比OIML C級多分了一個誤差帶2001–4000V;
(2)因NTEP III級單傳感器系統(tǒng)傳感器誤差帶比OIML C級多分了一個誤差帶2001–4000V,
所以最大允許誤差也略有區(qū)別,前面0–4000V與OIML C級最大允許誤差一樣;而后4001–10000V最大允許誤差為1.75V;
(3)NTEP III級單傳感器系統(tǒng)和多傳感器系統(tǒng)的傳感器誤差因兩者PLC的取值不同,一個
PLC=0.7,一個PLC=1.0,所以NTEP III級多傳感器系統(tǒng)的傳感器最大允許誤差每一級都要比NTEP III級單傳感器系統(tǒng)的寬;
(4)NTEP IIIL級與OIML的傳感器誤差區(qū)別就比較大了,NTEP IIIL級負(fù)荷以500V為單位
誤差逐級遞增,直至最大10000V為止。NTEP IIIL級單傳感器系統(tǒng)和多傳感器系統(tǒng)的傳感器誤差的區(qū)別也在于兩者PLC的取值不同而不同。
2、重復(fù)性誤差
以此類推,負(fù)荷每增加500V最大允許誤差
增加0.70V(直至負(fù)荷最大到10000V)
以此類推,負(fù)荷每增加500V最大允許誤差
增加1.00V(直至負(fù)荷最大到10000V)
(1)OIML:重復(fù)性誤差和傳感器誤差的的最大允許誤差是一樣的(見表1)。
(2)NTEP:重復(fù)性誤差的最大允許誤差是線性誤差的最大允許誤差的2倍(見表3)。
3、溫度對最小靜負(fù)荷輸出的影響
(1)OIML:溫度對最小靜負(fù)荷輸出的影響允差為0.7Vmin/5℃。
(2)NTEP III級:單傳感器系統(tǒng)和多傳感器系統(tǒng)溫度對最小靜負(fù)荷輸出的影響允差都為
0.7Vmin/5℃。
(3)NTEP IIIL級:單傳感器系統(tǒng)和多傳感器系統(tǒng)溫度對最小靜負(fù)荷輸出的影響允差都為
2.1Vmin/5℃。
4、蠕變
OIML和NTEP認(rèn)證的蠕變試驗方法是一樣,在傳感器上施加一個恒定的Emax的90%至100%的最大載荷Dmax,初讀數(shù)與以后30min內(nèi)記錄的任一讀數(shù)之差。
(1)OIML:不能大于所加載荷最大允許誤差絕對值的0.7倍,在20min和30min的讀數(shù)之差,不能大于最大允許誤差絕對值的0.15倍。
(2)NTEP:各精度等級的30min蠕變允差見表4,在20min和30min的讀數(shù)之差,不能大于30min
蠕變允許誤差絕對值的0.15倍。
以此類推,每增加500V最大<, /SPAN>
允許誤差增加0.5V(最大到
10000V, 最大允許誤差是
PLC×20×0.5V)
注:1)OIML:根據(jù)表1,在確定蠕變的最大允許誤差(mpe)時,不管制造者公布的分配系數(shù)PLC的值是多少,均采用分配系數(shù)PLC = 0.70;
2)NTEP:
單傳感器系統(tǒng)PLC=0.7
多傳感器系統(tǒng)PLC=1.0
IIIL級單傳感器系統(tǒng)和多傳感器系統(tǒng)PLC=0.5(例:IIIL M 10000的蠕變允許誤差=PLC
×10000500×0.5V=5V)。
5、最小靜載荷輸出恢復(fù)
(1)OIML:最小靜載荷輸出的初讀數(shù)與施加了Emax的90%至100%的最大載荷Dmax 30min之后恢復(fù)到最小載荷Dmax,的讀數(shù)之差,應(yīng)不超過檢定分度值的一半(0.5V)。
(2)NTEP:試驗方法與OIML一樣,但允許誤差不一樣,對I、II、III、IIII的稱重傳感器最
大允許誤差是0.5V,對IIIL的稱重傳感器最大允許誤差是1.5V。
6、加載時間,取數(shù)讀數(shù)之間區(qū)別
(1)OIML:加載或卸載時間應(yīng)近似等于規(guī)定時間的一半,余下的時間用于穩(wěn)定。試驗應(yīng)在恒定的條件下進(jìn)行,應(yīng)以絕對時間記錄在試驗報告中。
(2)NTEP:蠕變試驗,在讀取初示值時,均是在加載后的20s上,它強(qiáng)調(diào)加卸載和讀數(shù)的時間應(yīng)盡可能短,且不能超出表中規(guī)定時間,它并未強(qiáng)調(diào)表中規(guī)定的一半時間用于加卸載,一半時間用于穩(wěn)定的做法。蠕變恢復(fù),初讀取也是在卸載后的20s上。
7、Y值和Z值(1)OIML:Y值和Z值的指標(biāo)都明確標(biāo)示在OIML證書中。
其中 Y=Emax/Vmin(Vmin由制造廠規(guī)定,Vmin≤V)
Z=Emax/(2×DR)
(2)NTEP:Y值指標(biāo)未明確標(biāo)示在NTEP證書中,但在證書中明確標(biāo)示了每個量程的Vmin
值,這也等同于確認(rèn)了Y值;Z值指標(biāo)未明確標(biāo)示在NTEP證書中。
Vmin≤傳感器量程/nmax,這個值應(yīng)該標(biāo)注在傳感器上,或附在隨傳感器的文件中。而這些傳感器只要滿足下述條件,它就能被使用于任何場合的多傳感器系統(tǒng)中,條件是:
Vmin≤/eN 在這兒,Vmin:傳感器的最小檢定分度值;
e:衡器的檢定分度值;
N:該衡器中使用的傳感器數(shù)目。
8、大氣太壓力影響
(1)OIML:在95kPa至105kPa的大氣壓力范圍內(nèi),當(dāng)大氣壓力變化1kPa時,傳感器輸出變化不應(yīng)大于最小檢定分度值Vmin。
(2)NTEP:大氣壓影響測試限于單膜片筒罐式傳感器,如果要進(jìn)行在氣壓影響測試,并不需要在44#手冊規(guī)定的整個范圍上改變氣壓,只要改變一個相對來說較小的范圍,觀察一下,該傳感器是否受到影響即可,這個試驗可能要持續(xù)一個短時間。
在液壓式傳感器上是不需要做大氣壓影響試驗的,因為大氣壓的影響相互抵消了。在一個采用液壓傳感器的稱重系統(tǒng)中,總會有一個壓力傳感器,稱重傳感器和該壓力傳感器都會向大氣排出氣體,這樣大氣壓影響就抵消了。
9、覆蓋范圍區(qū)別
(1)OIML:同一系列傳感器,測試了一只傳感器,一般往上覆蓋5倍的量程。
(2)NTEP:采用同樣設(shè)計的傳感器可以認(rèn)為是同一系列,測試了一只傳感器,所能覆蓋的傳感器量程是10倍的量程范圍,在被覆蓋的量程范圍中,一般來講選來做測試的傳感器應(yīng)接近此量程范圍的中間值,但認(rèn)證機(jī)構(gòu)也有選擇權(quán),最終由企業(yè)和認(rèn)證機(jī)構(gòu)協(xié)商確定。
10、提供樣機(jī)的區(qū)別
(1)OIML:無特殊規(guī)定,制造商一般根據(jù)產(chǎn)品的市場需求,在同一系列傳感器中確定一個量程范圍(一般為5倍),然后選擇最小的一個量程做為測試樣機(jī)。
(2)NTEP:當(dāng)要確定何種傳感器和要多少只傳感器要進(jìn)行測試時,應(yīng)考慮下列因素:
1) 何種傳感器量程測試比較方便;
2) 何種傳感量程被認(rèn)為是市場上最常用的;
3) 何種傳感器量程是制造商和進(jìn)口商易于送測的;
4) 量程范圍;
5) 在同一系列中,傳感器在設(shè)計方面的差別;
6) 將要使用被測傳感器的衡器的分度數(shù)。
(3)NTEP確定被測傳感器的量程和數(shù)量的指導(dǎo)原則如下:
1)用于單傳感器系統(tǒng)還是多傳感器系統(tǒng):對于單傳感器系統(tǒng),在一個測試量程上,通常測試一只傳感器(但認(rèn)證機(jī)構(gòu)有時也會有要求送兩個量程各一只傳感器測試);對于多傳感器系統(tǒng),在一個測試量程上,要測試二只傳感器;
2)量程范圍:如果量程范圍相對來說比較。戳砍谭秶鷽]有超出10∶1),那以通常只要測試一個量程的傳感器,被選來做測試的傳感器量程通常選取近似量程范圍中間的量程;
3)如果傳感器的量程范圍明顯地超出了10∶1的比率,那么需要加測另外量程的傳感器。
四、OIML認(rèn)證和NTEP認(rèn)證的主要難度都在于線性、滯后、蠕變和最小靜載荷恢復(fù)。根據(jù)以上允許誤差比較,同分度數(shù)的OIML難度要高于NTEP,OIML認(rèn)證一般做C3級,而NTEP認(rèn)證一般做III
S 5000、IIIL M 10000,NTEP認(rèn)證分度數(shù)要比OIML高,所以難度要比OIML大。
1、OIML C3難度相當(dāng)于NTEP III S 3000
兩者傳感器誤差帶一樣,靈敏度溫度補(bǔ)償?shù)囊笠彩且粯拥模?/SPAN>20℃~40℃控制在17.5ppm/℃以內(nèi),-10℃~20℃控制在11.67ppm/℃以內(nèi)。
2、OIML C5難度略高于NTEP III S 5000
傳感器誤差在4001V – 5000V時,NTEP III S 5000允許誤差要比OIML C5的寬,這也就是對
靈敏度溫度補(bǔ)償?shù)囊螅?/SPAN>OIML C5要高于NTEP III S 5000;根據(jù)傳感器的誤差可推算靈敏度溫度補(bǔ)
償?shù)囊笕缦拢?/SPAN>
(1)OIML C5要求20℃~40℃控制在10.5ppm/℃以內(nèi),-10℃~20℃控制在7ppm/℃以內(nèi);
(2)NTEP III S 5000則要求20℃~40℃控制在17.5ppm/℃以內(nèi),-10℃~20℃控制在
11.67ppm/℃以內(nèi)。
3、OIML C5與NTEP IIIL M 10000比較
根據(jù)傳感器的誤差,NTEP IIIL M 10000主要對小負(fù)荷段要求較高,在500分度時的線性、滯
后要求要高于OIML C5,但到了大負(fù)荷段時要求則非常寬松,綜合來講線性、滯后方面NTEP IIIL M 10000難度是要高于OIML C5的,根據(jù)傳感器的誤差可推算靈敏度溫度補(bǔ)償?shù)囊笕缦拢?/SPAN> NTEP IIIL M 10000:20℃~40℃控制在50ppm/℃以內(nèi),-10℃~20℃控制在33.33ppm/℃以內(nèi)。 在蠕變方面:NTEP IIIL M 10000的要求很寬松,難度要低于OIML C3。但在最小靜載荷恢復(fù)方面:NTEP IIIL M 10000難度要要高于OIML C3,但低于OIML C5,所以綜合來講,在蠕變方面NTEP IIIL M 10000難度略高于OIML C3,要低于OIML C5。