稱重傳感器NTEP認(rèn)證與OIML認(rèn)證

在誤差計(jì)算方法上的區(qū)別及難度分析

【摘 要】 本文討論了美國(guó)對(duì)用于貿(mào)易和商業(yè)的稱重、計(jì)量產(chǎn)品進(jìn)行的NTEP（型式評(píng)定程序）認(rèn)證和OIML（國(guó)際法制計(jì)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(jì)算方法、最大允許誤差上的區(qū)別和數(shù)據(jù)采集的時(shí)間要求及認(rèn)證的難度分析。

近年來(lái)，我國(guó)稱重傳感器生產(chǎn)企業(yè)為與國(guó)際市場(chǎng)融合參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)主要進(jìn)行兩種國(guó)際認(rèn)證，一種是OIML認(rèn)證，一種NTEP認(rèn)證。現(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(duì)OIML認(rèn)證也都比較熟悉，我們國(guó)家的稱重傳感器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和檢定規(guī)程都是根據(jù)國(guó)際法制計(jì)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(duì)做的比較少，一個(gè)是NTEP認(rèn)證主在是針對(duì)美國(guó)的市場(chǎng)，二是NTEP的各種誤差計(jì)算方法與OIML也有點(diǎn)差異。下面主要討論OIML和NTEP兩種認(rèn)證在誤差計(jì)算方法上的一些區(qū)別。

一、準(zhǔn)確度等級(jí)區(qū)別

OIML：規(guī)定稱重傳感器分為A、B、C、D四個(gè)準(zhǔn)確度等級(jí)；

NTEP：規(guī)定稱重傳感器分為I、II、III、IIIL、IIII五個(gè)準(zhǔn)確度等級(jí)。

二、PLC分配系數(shù)區(qū)別

OIML：如制造廠無(wú)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(jí)傳感器為例，NTEP以III級(jí)、IIIL級(jí)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(jí)和NTEP III級(jí)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(diǎn)區(qū)別NTEP III級(jí)單傳感器系統(tǒng)傳感器誤差帶比OIML C級(jí)多分了一個(gè)誤差帶2001–4000V；

（2）因NTEP III級(jí)單傳感器系統(tǒng)傳感器誤差帶比OIML C級(jí)多分了一個(gè)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(jí)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(jí)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(gè)

PLC=0.7，一個(gè)PLC=1.0，所以NTEP III級(jí)多傳感器系統(tǒng)的傳感器最大允許誤差每一級(jí)都要比NTEP III級(jí)單傳感器系統(tǒng)的寬；

（4）NTEP IIIL級(jí)與OIML的傳感器誤差區(qū)別就比較大了，NTEP IIIL級(jí)負(fù)荷以500V為單位

誤差逐級(jí)遞增，直至最大10000V為止。NTEP IIIL級(jí)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(duì)最小靜負(fù)荷輸出的影響

（1）OIML：溫度對(duì)最小靜負(fù)荷輸出的影響允差為0.7Vmin/5℃。

（2）NTEP III級(jí)：?jiǎn)蝹鞲衅飨到y(tǒng)和多傳感器系統(tǒng)溫度對(duì)最小靜負(fù)荷輸出的影響允差都為

0.7Vmin/5℃。

（3）NTEP IIIL級(jí)：?jiǎn)蝹鞲衅飨到y(tǒng)和多傳感器系統(tǒng)溫度對(duì)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?cè)囼?yàn)方法是一樣，在傳感器上施加一個(gè)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(duì)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(duì)值的0.15倍。

（2）NTEP：各精度等級(jí)的30min蠕變?cè)什钜姳?/SPAN>4，在20min和30min的讀數(shù)之差，不能大于30min

蠕變?cè)试S誤差絕對(duì)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(shí)，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(jí)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?cè)试S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(guò)檢定分度值的一半（0.5V）。

（2）NTEP：試驗(yàn)方法與OIML一樣，但允許誤差不一樣，對(duì)I、II、III、IIII的稱重傳感器最

大允許誤差是0.5V，對(duì)IIIL的稱重傳感器最大允許誤差是1.5V。

6、加載時(shí)間，取數(shù)讀數(shù)之間區(qū)別

（1）OIML：加載或卸載時(shí)間應(yīng)近似等于規(guī)定時(shí)間的一半，余下的時(shí)間用于穩(wěn)定。試驗(yàn)應(yīng)在恒定的條件下進(jìn)行，應(yīng)以絕對(duì)時(shí)間記錄在試驗(yàn)報(bào)告中。

（2）NTEP：蠕變?cè)囼?yàn)，在讀取初示值時(shí)，均是在加載后的20s上，它強(qiáng)調(diào)加卸載和讀數(shù)的時(shí)間應(yīng)盡可能短，且不能超出表中規(guī)定時(shí)間，它并未強(qiáng)調(diào)表中規(guī)定的一半時(shí)間用于加卸載，一半時(shí)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(gè)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(gè)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(chǎng)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(shí)，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(cè)試限于單膜片筒罐式傳感器，如果要進(jìn)行在氣壓影響測(cè)試，并不需要在44#手冊(cè)規(guī)定的整個(gè)范圍上改變氣壓，只要改變一個(gè)相對(duì)來(lái)說(shuō)較小的范圍，觀察一下，該傳感器是否受到影響即可，這個(gè)試驗(yàn)可能要持續(xù)一個(gè)短時(shí)間。

在液壓式傳感器上是不需要做大氣壓影響試驗(yàn)的，因?yàn)榇髿鈮旱挠绊懴嗷サ窒�了。在一個(gè)采用液壓傳感器的稱重系統(tǒng)中，總會(huì)有一個(gè)壓力傳感器，稱重傳感器和該壓力傳感器都會(huì)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(cè)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(jì)的傳感器可以認(rèn)為是同一系列，測(cè)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(lái)講選來(lái)做測(cè)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(wú)特殊規(guī)定，制造商一般根據(jù)產(chǎn)品的市場(chǎng)需求，在同一系列傳感器中確定一個(gè)量程范圍（一般為5倍），然后選擇最小的一個(gè)量程做為測(cè)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(cè)試時(shí)，應(yīng)考慮下列因素：

1） 何種傳感器量程測(cè)試比較方便；

2） 何種傳感量程被認(rèn)為是市場(chǎng)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(cè)的；

4） 量程范圍；

5） 在同一系列中，傳感器在設(shè)計(jì)方面的差別；

6） 將要使用被測(cè)傳感器的衡器的分度數(shù)。

（3）NTEP確定被測(cè)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(duì)于單傳感器系統(tǒng)，在一個(gè)測(cè)試量程上，通常測(cè)試一只傳感器（但認(rèn)證機(jī)構(gòu)有時(shí)也會(huì)有要求送兩個(gè)量程各一只傳感器測(cè)試）；對(duì)于多傳感器系統(tǒng)，在一個(gè)測(cè)試量程上，要測(cè)試二只傳感器；

2）量程范圍：如果量程范圍相對(duì)來(lái)說(shuō)比較小（即量程范圍沒(méi)有超出10∶1），那以通常只要測(cè)試一個(gè)量程的傳感器，被選來(lái)做測(cè)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(cè)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(jí)，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�求也是一樣的�?/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(shí)，NTEP III S 5000允許誤差要比OIML C5的寬，這也就是對(duì)

靈敏度溫度補(bǔ)償?shù)囊�求�?/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�求如下�?/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(duì)小負(fù)荷段要求較高，在500分度時(shí)的線性、滯

后要求要高于OIML C5，但到了大負(fù)荷段時(shí)要求則非常寬松，綜合來(lái)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�求如下�?/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(lái)講，在蠕變方面NTEP IIIL M 10000難度略高于OIML C3，要低于OIML C5。