對 “恢復”要求的理解

沈立人

自從JJG555檢定規程在引進了“恢復”這個概念之后，實際上在衡器檢定過程中，不論是機械衡器還是電子衡器，檢定人員沒有執行過此項要求。究其原因，有以下幾個方面：一是在JJG539-97《數字指示秤》檢定規程中，沒有進行要求；二是不知恢復的機理，不知如何操作，沒有認識到恢復在試驗中的意義。所以在JJG539-2016《數字指示秤》修訂時增加了這個要求。

一、恢復的機理

1. 結構的變形

衡器是用于稱量載荷準確度的一種計量器具，在稱量過程中必然是將載荷至于其承載器上，對于電子衡器來講，還需將作用力傳遞到稱重傳感器上，這樣勢必使承載器和稱重傳感器等結構產生形變。在承受較大的載荷卸載后，結構不能及時恢復到原來的狀況，對于衡器來講，就是不能回到“零點”。而且結構的剛度越弱，恢復的時間越長。所以我們在2008年對GB/T7723-2008《固定式電子衡器》國家標準進行修訂時，對汽車衡的承載器提出了剛度的要求，并針對其變形量提出了相對應的測試方法。

2. 蠕變或滯后

在前面曾經講到，蠕變是一種“時間影響量”，而滯后又是與結構的剛度有關。

滯后：由于施加載荷的方向（加載或卸載）不同，衡器或稱重傳感器對同一載荷給出不同響應值的特性。

蠕變：固體材料在保持應力不變的條件下，應變隨時間延長而增加的現象。對于一定類型的衡器（電子秤和彈簧秤）或稱重傳感器，因長時間加載后引起的、在沒有增加載荷時存在的一個額外的形變或輸出變化的過程。或者是放置一個載荷到承載器上之后馬上讀取的稱量值，與該載荷持續保持在承載器上一段時間之后讀取的稱量值之差。

二、操作方法

在檢定規程中僅僅告訴我們“每項試驗后，在進行下一項試驗前，應允許衡器充分恢復”。一是沒有給出這個“充分恢復”的定量值；二是這個“每項試驗后，在進行下一項試驗前”是否必須。

1. 充分恢復

如何理解“充分恢復”這個概念？

如前所述，蠕變所產生的應變隨時間延長而增加的現象，在對一臺衡器（特別是大型衡器）進行加載和卸載時，由于加卸載的方法不同，所采用的標準器的不同，標準器的數量不同等因素，那么蠕變的應變量也就不同，而卸載后要使得這個應變量消失的時間也就不同。

承載器和稱重傳感器這些結構的剛度不同，也是影響“充分恢復”的一個重要因素。相對來講1/800剛度的就比1/600剛度的承載器卸載后恢復的時間就短，采用40CrNiMoA制作的稱重傳感器，就比40Cr制作的剛度要恢復時間短（這里必須注意熱處理方法的影響問題）。

2. 每一項檢測前是否必須恢復

這個問題就要看此臺衡器的結構情況，如前所述的承載器、稱重傳感器剛度都比較好，采用了比較大的標準器，而且有比較方便加卸載方法時，對于偏載試驗等項目檢定結束后，不一定需要恢復就可以進行下一項的檢定工作。而對數字指示軌道衡檢定時，由于其有非常方便的檢衡車，可以一次快捷對軌道衡進行加卸載標準器，那怕是最大秤量的載荷，所以在進行下一項試驗前，基本可以不考慮恢復時間的問題。

但是，如果沒有足夠的標準器時，不得已采用替代法對大型衡器進行檢測時，由于替代法檢測時需要的時間比較多。所以每一項檢測后，接下一項檢測前，必須允許被檢衡器有充分的恢復時間。

3. 恢復時間

由于衡器結構本身存在著不同，其剛度、強度就必然不同，這樣承載器在承受載荷后再卸去，結構變形所產生的滯后性能也必然不同，從計量性能上反映出的指標也就不同。所以，這個“恢復時間”也就不能一概而論地規定統一的指標。

建議在型式評價試驗時，原則上采用一項試驗結束后，下一項試驗開始前，恢復時間應該為上一項試驗所用時間的一半左右。

建議在進行檢定試驗時，應該視現場的檢定條件，由檢定人員與制造企業的安裝人員協商確定。

三、恢復的意義

在目前我國眾多制造企業生產的衡器產品中，許多產品的結構不一定能夠保證有足夠的剛度；在許多地方對大型衡器產品檢定過程中，也不具備方便快捷的試驗裝備。所以，不可避免地會出現一些衡器由于沒有采用“充分恢復”，而出現不合格的產品。

例如，一次在進行市場調研時，正好遇到在使用單位現場檢定一臺80t的汽車衡，所采用的檢定標準器是每個重量為20kg的小砝碼，檢定人員依次按照規程檢測稱量性能，當80t的砝碼全部加載在承載器后，使用單位邀請檢定和服務人員去吃飯，我發現后馬上與服務人員商量，要求他們將全部砝碼卸載后再去。因為如果在2個小時吃完飯后，再遞減檢測幾個秤量點的稱量性能，卸載結束80t砝碼后，檢定人員如果不能讓承載器恢復足夠的時間，就有可能卸載后的汽車衡零點不能回到±0.5e范圍內，那么產品就不合格了。