定量稱綜述

           定 量 秤 綜 述
                          中國計量科學研究院 周祖濂
【摘 要】 文章的目的，對定量秤（重力式自動裝料衡器的簡稱）作簡明扼要的介紹。首先定量秤的計量要求是以OIML建議R87《定量包裝商品淨含量》為(wei) 依據，所以使用定量秤稱量的包裝商品或定量商品的誤差必需滿足R87號建議對包裝商品的誤差要求。由於(yu) 對定量包裝商品淨含量和重力式自動衡器的誤差檢定方法的要求不一致，文中著重分析了兩(liang) 個(ge) 建議誤差統計分析方法，並指出zui終的要求是一致的。對三個(ge) 不同版本的OIML R61《重力式自動裝料衡器》的主要更改和誤差表示作了分析和講解，並且指出物料和下料裝置的研究是提高我國定量秤品質的關(guan) 鍵。附錄給出1985年版R61的誤差計算的實例。
【關(guan) 鍵詞】 OIML建議R87號《定量包裝商品淨含量》；OIML建議R61《重力式自動裝料衡器》；置信度；抽樣檢驗；誤判概率
定量秤是重力式自動裝料秤的簡稱，它包含下述三種自動裝料秤：組合裝料秤（Associative Weigher、Selective Combinaticn Weigher）、累計裝料秤（Cumulative Weigher）和減量秤（Subtractive Weigher）。早在上世紀七、八十年代，歐美國家的消費者就有百分之九十左右購買(mai) 預包裝商品。現今預包裝商品也是國內(nei) 消費者購物的主要對象。所以保證預包裝商品的重量，是維護消費者權益的重要課題。定量秤的zui主要要求，就是必須使被包裝商品的淨含量的誤差控製在允許的負偏差內(nei) 。根據我國《定量包裝商品計量監督規定》的第五條，“單件定量包裝商品的淨含量與(yu) 其標準的質量、體(ti) 積之差不得超過表（一）規定的負偏差……。”該要求與(yu) OIML R87號《定量包裝商品淨含量》建議的要求相等同。
一、OIML R87“定量包裝商品淨含量”建議
“本建議對於(yu) 貿易中加注標簽，具有恒定淨含量標注的包裝商品規定了法製計量要求。該建議還提出了抽樣辦法來檢驗以質量或體(ti) 積標注的包裝品的淨含量。”
需要包裝的商品由於(yu) 品種千變萬(wan) 化、價(jia) 格差別也極大。因此要製定一個(ge) 大家能接受的標準是非常困難的工作。在製定統一的預包裝商品的計量允差規定之前，大多數國家早已對零售商品規定了計量允差，其規定主要是依據商品的價(jia) 格。而對於(yu) 預包裝商品還需考慮到難易包裝的程度。例如，早先歐洲共同體(ti) （EEC）對於(yu) 預包裝商品的允差限有一簡單的規定，分為(wei) 計量“容易”和計量“困難”兩(liang) 類，每類又分兩(liang) 個(ge) 等級。
根據價(jia) 格、重量製定包裝物品淨含量的允差限，是一個(ge) 很複雜的問題。各國對需售商品早已製定了有關(guan) 的規定。隨著預包裝商品逐漸成為(wei) 消費的購買(mai) 對象。自動包裝秤得到了很大發展和普遍使用。有必要製定一個(ge) 大多數國家都能認可的預包裝商品淨含量允許zui大誤差的標準。作為(wei) 自動包裝秤/機械的允差依據和產(chan) 品標準依據。
OIML R87“包裝商品淨含量”中推薦檢驗商品是否合格的抽樣方法：對於(yu) 一批商品中至少有150個(ge) 件（在生產(chan) 線上，一“批”指一個(ge) 小時生產(chan) 出的產(chan) 品）。
抽樣件數：32件； x平均含量要求：≥Qn-0.485S（Qn：標稱淨含量；S：標準偏差）；
不合格包裝件數要求：zui多2件； ≈32平均含量按ISO 2851（平均含量與(yu) 給定值之比），取t（31）/0.9950.485，還給出了對單件商品允差大批量商品抽樣檢驗的要求。
二、OIML R61號建議
OIML R61“重力式自動裝料衡器”是用來規範自動稱重包裝商品裝置的性文件。
法製計量組織（OIML）始終把預包裝商品的管理工作，視為(wei) 是非常實用的重要研究課題。1988年6月在瑞士的伯爾尼召開了專(zhuan) 門的討論會(hui) 。OIML的第七指導秘書(shu) 處（SP7：美國）所屬的第五報告秘書(shu) 處（Sr：英國），在1984年提出了“重力式自動裝料衡器”的草案版本，於(yu) 1985年公布了正式文本。並在1996年和2004年做了修訂。我國依照1996年版製定了我國相關(guan) 的檢定規程和標準，現正依照2004年版對原規程進行修訂。
下麵看看這三個(ge) 版本在計量要求等方麵的不同。表一給出OIML R87和1985年版OIML R61允差。首先由表可看出1985年版R61給出的“允差”是標準淨含量允差的兩(liang) 倍。另外1985年版R61對允差術語的定義(yi) 和描述與(yu) 後來兩(liang) 個(ge) 版本不太相同。為(wei) 了便於(yu) 比較下麵列出1985年版R61中有關(guan) 的術語。
“離散範圍：在不變動裝料秤的安裝狀態，以及不故意地改變影響量的情況下，所獲得的zui大負荷和zui小負荷之間的差”。
表1
OIML R87
OIML R61（1985年版）
標準淨含量
允差
負荷質量標準值
zui大允許離散範圍
（g）
（T）
M（g）
（I）
5～50
9%
M≤50
18%
50～100
4.5g
50＜M≤100
9g
100～200
4.5%
100＜M≤200
9%
200～300
9g
200＜M≤300
18g
300～500
3%
300＜M≤500
6%
500～1000
15g
500＜M≤1000
30g
1000～10000
1.5%
1000＜M≤10000
3%
10000～15000
150g
10000＜M≤20000
300g
15000～25000
1.0%
20000＜M
1.5%
其約定值等於(yu) 4σ0（從(cong) -2σ0到+2σ0），σ0等於(yu) 負荷分布的標準偏差。
標稱離散範圍（W）：對於(yu) 特定的標稱負荷或者特定的標稱負範圍，以及對於(yu) 特定的物料，在給定的裝料速率下，或者在給定的裝料速率範圍裏，所確定下來的離散範圍值，它由製造廠商標明在說明性標記中。
zui大允許離散範圍（I）：能夠容許的zui大的離散範圍值。該值在本建議中作了規定。”
本建議中還規定當物料的顆粒質量大於(yu) 表1中相應離散值的四分之一時，zui大允許離散範圍I
應為(wei) （把表1中的值增大到）物粒標準顆粒質量的3倍，但總計不應超過負荷的名義(yi) 質量的18%。
另外，標在裝料秤上的標稱離散範圍W，不應超過zui大允許離散範I，並要求I值：
——標稱離散範圍W的三分之二（指型式批準或檢定）；
——標稱離散範圍W（使用中）。
在該建議的附錄給出了離散範圍試驗實例，通過它我們(men) 可以了解該建議在製定中是如何可誤差做估計。
該建議的zui大不足，不能適應對各種類包裝物品允差的要求。另外在上世紀八十年代後期一些廠家推出了“多頭電腦組合秤”，這些都促使需要修定原來的建議，此後在1996年和2004年對OIML R61作了修訂。1996年版，zui突出的修改，提出了“開放式精度級”的概念，以滿足各種包裝物品允差的要求並對測量結果的誤差，定義(yi) 了更為(wei) 直觀和明確的概念，如每次裝料的zui大允許誤差，zui大允許預設值誤差和zui大允許誤差。這兩(liang) 個(ge) 版本均對每次裝料量的zui允許偏差作了修改（參看表2）。但我們(men) 要特別注意，對於(yu) 誤差估計，如果不講明測量的條件和評定的標準，對誤差估計沒有意義(yi) ，若將兩(liang) 個(ge) 沒有說明評定和標準的誤差相比較，也同樣是沒有意義(yi) 。
表2
裝料質量
M或F
1996年版
X（1）級的每次裝料量與(yu) 裝料平均值的zui大允許偏差MPD
（M的百分率式克）
2004年版
X（1）級的每次裝料量與(yu) 裝料平均值的zui大允許偏差MPD
（F的百分率式克）
（克）
檢定
使用中檢驗
檢定
使用中檢驗
F≤50
50＜F≤100
100＜F≤200
200＜F≤300
300＜F≤500
500＜F≤1000
1000＜F≤10000
10000＜F≤15000
15000＜F
6.3%
3.15g
3.15%
6.3g
2.1%
10.5g
1.05%
105g
0.9%
9%
4.5g
4.5%
9g
3%
15g
1.5%
150g
1%
7.2%
3.6g
3.6%
7.2g
2.4%
12g
1.2%
120g
0.8%
9%
4.5g
4.5%
9g
3%
15g
1.5%
150g
1%
重力式自動裝料衡器，通常認為(wei) 是動態秤或自動秤，實際上是屬於(yu) 自動準靜態稱重秤，雖然在稱重過程中要考慮到粗料、細料的下料流程，落料衝(chong) 擊動量的影響等，但在決(jue) 定物料重量的稱重過程，仍處於(yu) 靜態，而不像動態汽車衡或動態軌道衡，在決(jue) 定物體(ti) 重量的稱重過程，被稱物與(yu) 稱重台麵有相對運動。為(wei) 了保證重力式自動裝料衡器的動態精度，與(yu) 其它衡器一樣，在1996年版的R61中，還歸定了一個(ge) 參考準確度等級Ref（x），用做型式評價(jia) 中的靜態試驗要求。但1996年版並不適用於(yu) 對“多頭電腦組合秤”和裝料量由多個(ge) 稱量周期來實現的衡器，也稱為(wei) “分量累積秤”。
在2004年版OIML R61中，為(wei) 了能適應上述兩(liang) 種自動裝料衡器的計量評定。提出了兩(liang) 項計量特性，即T、3、9額定zui小裝料量（Minfill）和T、3、10每次裝料的平均載荷數（Average number
of loads per fill）。多頭電腦組合秤和裝料量由多個(ge) 稱量周期來完成的衡器，在確定裝料結果的精度時，所涉及的基本問題，即一是確定單位稱重的zui小稱量限，二是確定達到總額定裝料量的單秤的組合數。所以在2004年版R61建設中，首先依照R76建設，確定與(yu) 額定zui小裝料量（Minfill）的zui大允許分度值d，為(wei) 了讓初接觸此項參數的人，有一明確、直觀的了解，列出了四個(ge) X（x）級別的與(yu) d值對應的Minfllzui小允許值。其次認為(wei) 多次組合累積稱重的各單次稱重是相互天關(guan) 的，組合累積的影響可按隨機誤差組合來估計，即為(wei) 單次稱重誤差的n倍，n為(wei) 組合數。zui後一處，較明顯的更改（A、5、3、5）是對“置零裝置不是自動稱量固稱量周期的一部分而是以的時間間隔來運行”的裝料衡器，規定了確定zui大允許時間間隔的要求和確定方法。
三、誤差解讀
做為(wei) 自動衡器和動態衡器的誤差表述要比非自動衡器涉及更多有關(guan) 概率與(yu) 數理統計學的概念。我們(men) 在理解和討論這些衡器的誤差時，是能了解上在討論這些衡器建議時的誤差描述。遺憾的是我們(men) 很少有機會(hui) 參這樣的會(hui) 議，即使有人參加過，也不見或極少能帶回這方麵的資料。我現在所掌握這方麵較評細的有關(guan) 資料中與(yu) R61號建議有關(guan) 的，隻有1985年版建議附錄的舉(ju) 例使能較詳細的了解對誤差具體(ti) 估計實例。
對於(yu) 包裝商品的定量是否合格，都是采用所謂的隨機抽樣檢驗。不是逐個(ge) 對全部（整批）商品進行逐一檢驗，而是通過檢驗其中的一部分來判斷全部商品是否合格。隨機抽樣，也稱為(wei) “簡單抽樣”，在抽樣時要盡量做到對一批商品進行抽樣時，對每一商被抽到的可能性是同等的。被抽到商品稱為(wei) 樣本。
由於(yu) 樣本的隨機性，根據不同樣本的觀察值對總體(ti) 作出判斷所作結論可能不同。
對於(yu) 一批商品采用抽樣，就存在著風險，為(wei) 此我們(men) 先表述一下，有關(guan) 抽樣結果合格或不合格，在概率和數理統計學的有關(guan) 數學概念。
對於(yu) 合格批，由於(yu) 可能抽出較多不合格件，而判為(wei) 不合格，即拒收，稱為(wei) 犯*種錯誤，即將真判為(wei) 假，對供貨方不利，此種誤判概率記α，α越小，其判假的概率越小。
對於(yu) 不合格批，由於(yu) 可能抽出較少不合格件，即接收，稱為(wei) 犯第二種錯誤，即將假判真，對購貨方不利，此種誤判概率記為(wei) β，β越小假判真的概率越小，對購貨方有較好的保護。對商品而言，為(wei) 了保護消費者的利益，β值應取得較小。一般α、β取0.05～010。
在OIML R87建議《定量包裝商品淨含量》中，對包裝商品的計量規定允許的負偏差量外，還對抽樣方法給出了推薦的實例，由於(yu) 對商品的要求不同，在實際判斷商品的合格率時，不可能按統一的抽樣要求，即批量的件數，樣本大小，拒收概率等。根據抽樣定律，n為(wei) 抽取樣本的件數。N為(wei) 批量，其中廢品率為(wei) p，廢品件數為(wei) D，（D=np）。d為(wei) 抽取n件中出現的廢品數，則不出現廢品的概率為(wei) ： ）!（·!）!（·）!（nDNNnNDN−−−−P（x=0）=
出現一件廢品的概率為(wei) ： ）0（·1·=+−−xPnDNnD P（x=1）=
出現更多廢品件數的概率可按上述方法遞推求出。
而對重力式自動裝料秤，所包裝的物品，是否滿足每次裝料的zui大允許偏差（MPD）的估計與(yu) R87的規定有所差異。其中與(yu) 1985版R61的規定zui接近R87的規定。在抽樣時，規定了批容量（N），樣本量（n），在1996年版機2004年版的規定和估計計算就簡單得多，對不同預裝料量要求不同的試驗裝料次數，參看表2。從(cong) 表中可以看出它們(men) 與(yu) 1985年版和商品抽取的zui大不同在於(yu) 沒有說明是在多大數量的批量數中抽取所給出的樣品數。這表明兩(liang) 者對商品合格率的判斷的估計是有差別。但是我們(men) 可以看到若用1985年版近以商品抽樣來對重力式自動裝料秤的測試結果來計算是非常麻煩的一件事。（參看附錄）。
表3
2004年版
1996年版
1985年版
樣本量
預設值
試驗裝料
裝料值
試驗裝料
批容量（N）
（n）
Fb（kg）
次數
m（kg）
次數
Fb≤1
1＜Fb≤10
10＜Fb≤25
25＜Fb
60
30
20
10
m≤10
10＜m≤25
25＜m≤100
100＜m
60
32
20
10
10
41～65
15
66～110
20
111～180
28
181～300
30
301～500
較低的允差限*
35
501～800
物品的
可計量性
Tu
2Tu
40
801～1300
《容易》
*
B=2*
50
1301～3200
《困難》
B=2*
2B級
60
3201～8000
《極難》
—
2B級
90
8001～22000
150
22001～110000
*歐共體(ti) （EEC）對預包裝商品允差的簡單規定（1985年）
200
110001＜
對重力式自動裝料衡器另一個(ge) 重要技術指標是，預置值誤差（Preset Value error）Se。它是全部裝料的平均值（ΣF/n）與(yu) 裝料預置值（F）之差。 p
Se=ΣF/n-Fp
根據數理統計學，對於(yu) 一組樣本數據的平均值與(yu) 真值間的偏差，也是隨機的，可根據樣本的數值的樣本的方差S2來估計。此時Se滿足t分布。對於(yu) 給定的概率值即“置信度為(wei) ”，1-α（0＜α＜1）情況，可求得平均值對於(yu) 真值的“置信區間”。由下式求出： ）1（~/2−−=ntnSFFTP ）1（21−−ntα。由此可得F1-α稱為(wei) “置信度”。根據t分布表查出。相應的臨(lin) 界值p的置信度為(wei) 1-α的置信區間： nSntF/·）1（（221−−−αnSntF/·）1（（221−+−α，）
1996年版和2004年版要求，對於(yu) X（x）精度級的zui大允許預置誤差MPSE等於(yu) 裝料置為(wei) F（x）p，使用中MPD的0.25倍，即 （x）
MPSE（x）=0.25MPD（λ）（使用中）
MPD為(wei) 每次裝料相對其平均值的zui大允許偏差。
在前麵我們(men) 已提到，按1985年版，對裝料平均值的離散範圍要求是： w3232ω＜λ≤I 型式批準和檢定 ω≤I 使用中， W＜λ
λ為(wei) 樣本容量的函數（參看附錄）
根據表1和表2對於(yu) 不同裝料量Fp式m，不僅(jin) 相應的zui大允許偏差不同，而且在檢驗時試驗裝料數也不同。我們(men) 在設計重力式自動裝料衡器時，需要根據它來確定下料裝置物料的離散度，物料顆粒的大小，細投料的總量和投料時間，控製表的分度值等。
以上我們(men) 講述了判斷一批商品是否合格的要求和檢驗方法（按OIML R87號建議），是建立在隨機抽樣檢驗基礎上，我們(men) 前麵講過除了對一批商品逐個(ge) 檢驗，否則由於(yu) 抽樣的隨機性，根據抽樣結果來判斷該批商品合格都存在風險。所以在不給定風險概率，即拒收概率α式接收概率β的前提下，來判斷該批商品是否合格是沒有意義(yi) 的。通常為(wei) 了對購貨方判斷商品是否合格，在檢驗時，選取接收概率β。用c表示允許廢品的件數式接收界限，當d≤c時，可判該批商品合格，其接收概率為(wei) ： Σ=+−−−−−==cddDnNdndNnNDNDnpL0）!（·）!（·!·!）!·）··!）（！！β
在給定β式L（p）的條件下，由N和n就可求廢品率p，而（1-p）為(wei) 該批商品的合格率。
另一方麵，對重力式自動裝料衡器的兩(liang) 個(ge) 主要檢定技術要求，每次裝料的zui大允許偏差（MPD）和預置值誤差Se。現在要考慮的是，滿足這兩(liang) 項技術指標的自動裝料衡器所生產(chan) 的產(chan) 品是否能滿足商品檢驗的要求。
從(cong) 一定批量中抽多少樣品數，才合理，需要服合統計學的要求。例如對於(yu) 批量N=15000合理的樣本大小為(wei) n=5～500。如果我們(men) 的OIML R61中zui大檢驗裝料數60來計算接收誤判概率β。設商品的合格率為(wei) 1-p=90%，即p=D/N，D=1500件。由此計算抽樣60次時出現不合格品為(wei) 1件和一件也不出現的接收誤判概率β（或P）分別為(wei) ：
P（x=0）=0.01g和P（x=1）=0.119
對於(yu) 裝料秤，根據裝料平均值與(yu) 預置值“置信區間”的結果，以前麵的抽樣估計比較。 ）1（/2−−−ntnSFFp MPD41pFF−0010.2）59（1=−αt≤，n=60，查t分布表，置信度為(wei) 1-α=0.95時 根據要求
MPDS≅得：
從(cong) 另一方麵，R61號建議規定每次裝料的zui大允許偏差MPD，正好與(yu) 算出的單次誤差S相等。
可見以樣本數n=60的情況來比較R87和R61號建設的估計是一致的。即根據R61號建議檢定合格的定量秤，稱量出的商品可滿足R87建議對定量包裝商品抽樣驗收的要求。
四、製造定量秤的要點
zui早製造的定量秤，其主導思想是“定量稱量自動秤是為(wei) 了生產(chan) 可預先調定的均勻裝料量而開發的，它可以自動地定量稱量從(cong) 若幹克（例如種子，調味品等）到噸級以上（例如散料貨物）的設定料量。”這樣的定量秤從(cong) 一開始就認識到對不同物性的物料所能控製的允差有較大的差異。早先的“預包裝品規定”把物料分為(wei) *和B級（表2）。並按物料的結塊重量來確定自動定量稱量的誤差限。
重力式自動裝料衡器，大體(ti) 上可分為(wei) 以下幾個(ge) 部分：給料裝置，稱量裝置（包括放料機構）和控製儀(yi) 表。以往在我國主要是關(guan) 注控製儀(yi) 表的發展。對重力式自動裝料衡器其它方麵技術的研究非常少。對被稱物料的物理性能的研究也很少。
1、物料特性
重力式定量自動裝料衡器，麵臨(lin) 的是各式各樣的預包裝物品，這些物品的物理特性千變萬(wan) 化。因此不可能用一台或一種型式的定量衡器來滿足對各種物品包裝準確度的要求。為(wei) 此在OIML R61建議中強製性規定“裝料衡器應具備被稱量的物料標示”，“裝料衡器所標示的物料，等級或工作參數要明確與(yu) 相應的物料一致”。
物料的主要特性：粒度、密度、休止角（散料堆積角）、壁麵摩擦角、流動性等。
首先物料的粒度大小是zui直觀影響稱量精度。在OIML R61號建議有如下規定：“當參考顆粒質量超過使用中檢驗每次裝料zui大允許偏差（MPD）的0.1倍時，從(cong) MPD表得出的數值應加上參考顆粒質量的1.5倍。但是，MPD的zui大值不得超過等級因子（x）乘以9%”。由此可看出物料對定量秤精度的影響是不可忽視的因素，一台定量秤隻要在物料的顆粒重量在其MPD值附近就可能對稱量結果產(chan) 生明顯的影響，並且根據這樣的要求，當顆粒重量超過1.1MPD時，隻有200＜F≤300以上量程的衡器才可使用。
2、給料裝置
給料裝置是重力式自動裝料衡器的核心技術，隻有當給料裝置能滿足對給料的均勻饋送度，控製裝料的精度等，才有可能保證裝料衡器的精度。在我國zui常用的給料裝置有振動槽給料器，螺旋給料器和閘門式給料裝置。為(wei) 了保證給料的精度和速度通常采用粗料流和細料流兩(liang) 步饋料，即快給料和慢給料兩(liang) 個(ge) 過程。有的還多一步，即所謂的“滴流（dribble）給料”，共三段流程。通常為(wei) 了兼顧速度和精度、粗流與(yu) 細流的比例一般應高於(yu) 1∶10。由於(yu) 定量包裝料要麵對的是各種物料、僅(jin) 就以上三種給料裝置是遠遠不夠，既使是以上三種給料裝置，也是根據物料的特性來設計。例如振動槽給料時，要跟物料的特點，給料率來決(jue) 定它的頻率、振幅、槽寬和傾(qing) 角。對螺旋給料裝置在國外的定量秤中更是有各式各樣根據物料特點設計的螺旋構造。對於(yu) 給料量大的定量秤，也可采用皮帶給料裝置。下麵一些給料裝置，可提供讀者在使用時選擇：
·柔性壁給料器（Flexwall feeder）：適用於(yu) 多種給料如粉狀、顆粒、片狀以及草狀纖維狀等流動性不好的物料具有很高的饋送精度，且無堆積、無搭橋、無沉積。也可做為(wei) 減量秤的儲(chu) 料鬥。結構新穎。在有關(guan) 文章中還介紹了如何設計的要點。
·半球形振動給料器（Bin Activator）：適合於(yu) 倉(cang) 形儲(chu) 料器，可用於(yu) 各種散料、甚至流動性不好的物料。不搭橋、不損壞物料、由於(yu) 是振動排料、可使散料的密度均勻。結構簡單。
為(wei) 了適應各種物料，還有各種各樣的給料裝置，可以說給料裝置的設計對定量包裝秤和配料秤而言的設計工程師給予了廣擴的發揮想象的空間。多鬥組合式定量秤也是對給料裝置反向思維的一個(ge) 很成功的設計。實際上一個(ge) 有經驗的工程師，根據細給料的精度就可估計該台定量包裝秤的精度。
3、稱重裝置
定量包裝秤的稱重裝置基本結構是帶有放料閘門的稱料鬥。對稱料的設計一般講要注意以下諸因素：如果被稱物料流動性差稱料鬥的出料口和料鬥橫截麵積之比就必越大，在料鬥內(nei) 裝有石棉纖維類，下料很困難的情況，甚至可能料鬥出口處的橫截麵大於(yu) 料鬥本身的截麵。設計出料口和料鬥尺寸的主要參數是壁麵摩擦角和散料堆積角，以及物料的密度。容量出口接管的角度應當以足夠的大超過壁麵摩擦角，使物料不會(hui) 粘附在容器壁麵。散料堆積角和物料密度決(jue) 定了料鬥的容量。在國外的工程師通過大量物料試驗，對物料進行分類，並以此確定料鬥的設計方法。
4、控製儀(yi) 表
對於(yu) 定量包裝秤的控製儀(yi) 表，至少需要具有那些基本要素：首先是控製粗料流和細料流的時間、空中物料下落的時間“飛料時間”，根據物料給料的離散性確定取樣速率以及能夠處理下落衝(chong) 量的修正。
至以電子線路部分，如今的A/D變換器和CPU足夠滿足絕大部分的定量包裝秤的要求。
可根據下麵的計數來估計控製儀(yi) 表所需的動態和靜態精度。
UT=稱重數據的更新時間
IR=內(nei) 分度數
FA=細投料的總量
FT=細投料的時間
WI=要求的zui大稱量增量
RLT=傳(chuan) 感器的總的標稱容量
FS=秤的滿量程
由此可得：
·FR=秤的滿量程分辨率
=FS×IR/RLT
·CI=zui大對比時間間隔
滿足靜態精度的條件：所要求的zui大稱重增量應小於(yu) 儀(yi) 表的有效計數值/分度值
CtS/W1=WI×FS×IR/RLT
=WI×FR/FS＞1
滿足動態精度的條件：所需要的zui大稱重增量（WI）應大於(yu) 單位稱重數據的修正時間（UT）內(nei)
的附加稱重量（dw）或需要的zui大對比時間間隔（CI）應大於(yu) 修正時間（UT）。
WI/dw=WI×FT/FA×UT
=CT/UT＞1
有的控製儀(yi) 表還能給出被稱量定量物品的均質和均方誤差值。當測量值偏離預置值可用來對測量結果進行修正，提高包裝精度。
五、結束語
曾寫(xie) 過一篇“皮帶秤綜述”，現又寫(xie) 了本文，由於(yu) 工作時，有點條件可以得到一些資料，退休後有點時間，根據自己的水平將其整理出來，希望能對收集資料較困難的對衡器有興(xing) 趣的讀者起到一點參考作用，就很滿足。
附錄
A.1 離散範圍試驗舉(ju) 例
圖1給出了一份試驗報告表的示例，它包含了一台裝料秤的一係列離散範圍試驗中所獲得的結果。
該裝料秤的特性如下：
zui大秤量：Max=100g
標稱負荷：M=80g
標稱離散範圍：w=5g
裝料速率：每小時2000件
依據表2（見11.1.1表）從(cong) 容量N=2000的批中抽取容量n=50的樣本，N是該裝料秤一小時內(nei) 生產(chan) 的負荷數量。
該樣本又被分成10個(ge) 分組，每分組5個(ge) 負荷，而每個(ge) 分組的極差已經確定（w到w10）；樣本的平均極差ww也已算出，從(cong) 而把離散範圍的估計值λ同標稱值（W）和zui大允許離散範圍（I）進行比較。
試驗記錄表中也指明： 4I——作為(wei) 標稱負荷M的函數的zui大允許離散範圍I（當物料的標準顆粒質量μ大於(yu) 時，I可增大到3μ）；和
——作為(wei) 樣本容量n的函數的λ值。
A.2 離散範圍的估計
A.2.1 生產(chan) 者的風險（α）
假定離散範圍等於(yu) 負荷分布的標準偏差的4倍。則實際標準偏差σ0等於(yu) W/4（W為(wei) 裝料秤上標明的標稱離散範圍）的裝料秤，將以很大的概率（1-α）獲得通過離散範圍的試驗，假設σ為(wei) 試驗獲得的標準偏差，則概率：
Pr[σ≤σ0]=1-α
α值代表有錯誤的假設，即≥σ0的風險，也就是拒絕一台能在合格範圍內(nei) 工作的裝料秤的風險。α值一般為(wei) 2.5%。
A.2.2 λ的計算 202）1（σ−n由n件負荷的隨機抽樣樣本，得出總體(ti) 標準偏差σ的估計值s，*，量0服從(cong) n-1個(ge) 自由度的x2分布律，其概率 anSnPar−≤??????−≤−11,）1（2202χσ
2022）/（σωdrω當不計算標準偏差的估計值S，而用平均拯差作為(wei) 離散參數時，量服從(cong) 自由度為(wei) γ的χ2分布律。
d2和γ值由表4給出，它們(men) 是分組的數目和每個(ge) 分組的容量（此處等於(yu) 5）的函數。 []a＜dPar−=??????1/22022νχσων 因此 a＜dPa、r−=??????1·）（202222σωχνν 式者
設σ0=W/4 a＜WdPa、r−=??????1422ωχνν 224νχνλa、d= 則概率 引入 []a＜WPr−=1ωλ
相應於(yu) 表2和表3的容量為(wei) n的樣本，其λ值的計算結果於(yu) 如表4。
表4
樣本容量
2νχa、
分組數
ν
d
λ
2
（n）
1.11
16.78
2.40
7.5
2
10
1.19
22.06
2.38
11.1
3
15
1.24
27.08
2.37
14.7
4
20
1.28
32.06
2.36
18.4
5
25
1.32
36.78
2.35
22.0
6
30
1.34
41.41
2.35
25.6
7
35
1.36
46.10
2.35
29.3
8
40
1.40
54.55
2.34
36.5
10
50
1.42
63.34
2.34
43.7
12
60
1.47
89.15
2.33
65.4
18
90
1.52
139.18
2.33
108.9
30
150
1.54
179.8
2.33
145.1
40
200
圖1試驗記錄表
重力式裝料秤
試驗結果
日期：
牌號：
單位：
型式：
安裝地點：
zui大秤量（Max）：100g oN： 型式批準號
物料：
標稱負荷M=80g
標準顆粒質量μ：
裝料速率/稱量時間：2000件/小時
1
80
82*
2
78*
80*
3
79
w1=3g
81
w6=2g
4
81*
82
5
79
80
6
78
79
7
81*
82
8
80
w2=4g
83*
w7=4g
9
79
82
10
77*
80
11
78*
79*
12
79
81*
13
80
w3=3g
81
w8=2g
14
81*
81
15
79
79
16
78*
78*
17
80
80
18
80
w4=4g
82*
w9=4g
19
81
81
20
82*
79
21
81
78*
22
80*
80
23
81
w5=4g
81*
w10=3g
24
82
79
25
84*
78
ωω
平均極差=3.20g
λ≤W
合格 X
判定 ωω
λ=1.40λ=4.62g
W＜λ≤I
拒絕
（使用中） ω
標稱離散W=5g
λ＞I
修改
zui大離散**I=9g
拒絕
n
10
15
20
25
30
35
40
50
60
90
150
200
λ
1.11
1.19
1.24
1.28
1.32
1.54
1.36
1.40
1.42
1.47
1.52
1.54
M
0
50g
100g
200g
300g
500g
1kg
10kg
20kg
I**
18%（M）
9g
9%（M）
18g
6%（M）
30g
3%（M）
300g
1.8%M
*每個(ge) 分組的zui大值和zui小值
**當μ＞I/4時，增加到3μ，但不超時18%（M）
***對於(yu) 型式批準和檢定，判定的依據為(wei) 2W/3和2I/3
注：附錄：譯自1985年版OIML R61的附錄。