【摘 要】 本文論述了OIML R50-1 3CD-2009《連續累計自動衡器》與現行的電子皮

帶秤國家標準GB/T7721-2007和檢定規程JJG650-2002的差異，并對OIML R50-1

3CD-2009中的若干相關問題進行了分析與探討。

一、概述

本文主要討論OIML R50-1 3CD-2009《連續累計自動衡器》與現行的電子皮帶秤國

家標準和檢定規程GB/T7721-2007、JJG650-2002的差異，從而認識到二者之間的差異。

國家標準和檢定規程都是等同采用OIML R50（1997E版），R50的1997版和2009版二

者之間有較大的差異，標準和規程要盡快適應新的R50國際建議的要求，以便使我國電

子皮帶秤技術的發展更好地融入國際環境中，迅速提高產品的研發和制造水平，使皮帶

秤技術達到國際水平。本文中OIML R50-1 3CD-2009《連續累計自動衡器》（簡稱國際

建議），GB/T7721-2007電子皮帶秤國家標準簡稱國標，JJG650-2002電子皮帶秤檢定規

程簡稱規程。

二、國際建議與國標、規程的主要差異

1、名詞和術語

國際建議中刪除了“稱量周期” 等術語，增加了“控制方法”、“計量相關”、“法定相

關”、“跟蹤查詢”、“皮帶外形修正裝置”、“模塊”、“軟件”、“數據存儲裝置”、“接口”、

“皮帶的單位長度最大載荷量”、“型式”、“族”、“整皮帶累計裝置”等術語。

下面對幾個新增的重要術語進行闡述。

（1）模塊

國際建議中模塊定義為：衡器中完成某種或多種特定功能的可識別部件，并且可以

按相關標準所規定的計量和技術性能要求進行單獨評價。衡器中的模塊服從于規定的衡

器局部誤差限的要求。自動稱重衡器的典型模塊是：稱重傳感器、稱重指示器、模擬或

數字數據處理裝置、稱重單元、遠程顯示、軟件。下圖中定義了幾個典型模塊，也可有

其他組合方式。

其中傳感器包括稱重傳感器和位移傳感器，傳感器中也可包含數據處理裝置，構成

數字傳感器。

模擬數據處理裝置指的是衡器中對稱重傳感器輸出信號進行模—數轉換和進一步

數據處理，但無需顯示所處理的數據，而是經數字接口以數字格式提供稱重結果的電子

裝置。

數字數據處理裝置是處理數字數據的電子裝置。

終端是具有一個或多個按鍵（或鼠標，觸摸屏等）用于對衡器操作，通過一個顯示

器來指示經稱重模塊或模擬數據處理裝置或數字數據處理裝置的數字接口傳送的稱重

結果的數字裝置。

對于下列情形下：

a）很難或不可能對整套衡器進行試驗；

b）模塊作為組裝為成套衡器所用的獨立設備生產并/或投放市場；

c）申請人想將各種模塊納入已批準的型式；

稱重單元(進一步數據處理)數據處理

位移傳感器稱重傳感器

機械和電子連接裝置

主顯示器打印機數據儲存裝置

d）當要將一種模塊（尤其是載荷傳感器、指示器、數據存儲）用于各種皮帶秤時。

制造廠方在征得法定計量機構同意后可以確定并提交單獨送檢的模塊。

模塊的誤差分配比例應滿足下列要求：

一個單獨試驗模塊的誤差極限應等于整臺衡器的最大允許誤差的一個系數Pi倍或整

機示值允許偏差。在給定任一模塊誤差系數時，該模塊必須滿足至少與組成的衡器具有

相同準確度等級。

系數Pi應滿足下述關系式：

P12

十P22

十P32

十┅┅Pi2≤1

系數Pi應由模塊制造商選擇，且應通過適當測試進行驗證，測試時應考慮以下情形：

- 純數字裝置的Pi可以等于0；

- 稱重模塊的Pi可以等于1；

- 其它所有模塊（包括數字式傳感器），當考慮多于一個模塊對誤差共同產生影響

時，誤差分配系數Pi應不大于0.8和不小于0.3。

（2）軟件

國際建議中軟件包括法定相關軟件、法定相關參數、軟件標識、軟件的分割等。

法定相關數據包括測量的最終結果，包括小數點符號和單位，稱量范圍標識，承載

器標識、軟件標識和配置信息。法定相關參數的類型可分為型式特定參數和裝置特定參

數。型式特定參數包括用于重量計算的參數、穩定性分析、價格計算和化整，軟件標識。

裝置特定參數包含校正參數（如量程調整、其他調整或修正）和配置參數（如最大凈秤

量、最小凈秤量、計量單位等）。

軟件標識指的是一個易讀的軟件序列號且與該軟件或軟件模塊有不可分割的對應

關系（如版本號、校驗和），可隨時檢查使用中衡器的軟件標識。

軟件分割指的是測量儀器，電子裝置，或組件的軟件可以分割為法定相關和非法定

相關軟件，這些部分通過軟件界面交互通訊。

皮帶秤法定相關的軟件應由制造廠方確定，即對計量特性、計量數據和計量重要參

數起關鍵作用的軟件，存儲或傳輸軟件、以及為探測系統軟硬件故障而編寫的軟件，都

被認為是皮帶秤的基本組成部分，而且應滿足下面指定的安全軟件的要求。應具備軟件

控制衡器所需的足夠信息，例如：

- 法定相關軟件說明

- 計量算法準確度的描述（例如編程方式）

- 用戶界面、菜單和對話框的說明

- 明確的軟件定義

- 嵌入式軟件說明

- 系統硬件綜述，例如拓撲圖、計算機類型、軟件功能的源代碼等（如果在操作

說明書中沒有描述）。

- 軟件安全保護的措施

- 操作說明書（如果適用）

法定相關軟件要確保足夠的安全性，需滿足下列要求：

a）法定相關軟件應足以避免意外或無意的數據變化，應符合國際建議中相關的安

全要求；

b）應對軟件分配相應的軟件標識，這種軟件標識應適用于每一次可能影響衡器功

能和精度的軟件修改；

c）通過所連接的接口來實現的功能，即法定相關軟件的傳輸，應符合國際建議中

關于接口的安全要求。

（3）數據儲存裝置

數據儲存裝置指的是存儲測量完成后的數據旨在用于日后法定相關目的的裝置。

計量數據可以存儲在衡器的存儲器中或保存在外部存儲器中以便后續使用（如顯

示、打印、傳輸等）。在這種情況下，應有充分的防護措施使所保存的數據避免數據傳

輸或存儲過程中所產生的有意無意的數據變化，并使所保存的數據包含恢復其早期計量

值所必需的全部相關信息。

數據儲存裝置要確保數據有足夠的安全性，應滿足下列條件：

a）國際建議中規定的相應安全要求；

b）外部存儲設備的識別和安全屬性應能自動校驗以確保確保性和真實性；

c）如果所存儲數據通過一個特定的校驗和或密鑰來做安全保護，存儲計量數據所

用的可交換存儲媒介就不需要鉛封保護；

d）當存儲容量用盡的時候，新的數據可以替代最舊的數據，條件是已被授權可以

替代舊數據。

（4）接口

接口指的是利用電子，光學，無線電或其他硬件和軟件設施，在人，衡器與模塊之

間能夠傳遞信息。接口包括用戶接口和保護接口。

用戶接口是在人與衡器或其軟件或其硬件之間可以交流信息的接口。例如開關，鼠

標，顯示，監視器，打印機，觸摸屏，屏幕上軟件視窗（包括生成該視窗的軟件）。

保護接口只允許不影響儀器的計量性能的數據或指令進入的接口（軟件和/或硬

件）。

皮帶秤可配備與外部設備和用戶界面聯接的接口裝置（T.2.14）用于信息交換。使

用接口時皮帶秤應繼續正常運行，且其計量性能（包括計量相關參數和軟件）應不受影

響。皮帶秤接口應提供足夠的信息，例如：

– 包含全部指令的列表（如菜單項）

– 軟件接口的描述

– 所有指令集中起來的列表

– 使用接口的意圖及其對皮帶秤功能及數據的影響的簡要說明

– 接口其它描述內容

接口應不允許皮帶秤上法定相關的軟件和功能及其測量數據受與其相連接設備的

不良影響或受接口上產生干擾的影響。對于不能實現或啟動上述提到的功能的接口不需

實施保護，而其它接口都應采取下列保護措施：

a）數據被保護。例如，用一個保護界面（國際建議中的T.2.14.2）來防止有意無意

的干擾；

b）硬件和軟件功能應符合國際建議中的3.2和4.8中規定的相應的安全保護要求；

c）應有簡單的, 方法來驗證傳入或傳出皮帶秤的數據的真實性和完整性；

d）國家規程規定的與皮帶秤接口相連接的其它設備應得到安全保護，在皮帶秤所

連接設備不存在或不正常工作時使皮帶秤自動停止運行。

（5）族

族指的是可識別的且屬于相同制造形式的衡器和模塊的組，相對于測量，它們具有

相同的設計特點和相同的計量原理（舉例： 同一類型的指示器、相同類型設計的傳感

器和相同類型設計的載荷傳遞裝置），但它們可以具有某些不同的計量和技術性能特性

（如：最大凈秤量Max，最小凈秤量Min，衡器分度值d，檢定分度值e，準確度等級等

等）。

2、產品的準確度等級

在準確度等級的劃分上，國際建議分為4個等級，即0.2、0.5、1、2級，而國標和

規程中只有3個等級，比國際建議少0.2這個等級。

國際建議中0.2級的首次檢定和后續檢定自動稱量的最大允許誤差0.1%，使用中檢

驗的最大允許誤差0.2%，影響因子試驗的最大允許誤差為0.07%，最小累計載荷的累計

分度值數為2000。

3、最小試驗載荷

國際建議增加了最小試驗載荷的要求。

皮帶秤可以有使所有物料試驗累計值是在皮帶轉動整數圈的情況下獲得的功能。使

用該功能時，或當現場物料試驗是以能確保所有物料試驗累計值是在皮帶轉動整數圈的

情況下獲得時，最小累計載荷應符合國際建議最小累計載荷要求中除b）項以外的要求。

使所有物料試驗累計值是在皮帶轉動整數圈的情況下獲得的功能包括以下方式：

a）中止累計全部或足夠多的一部分累計量，只在一整圈時更新累計量。

b）將皮帶的零點標識與皮帶同步，這樣就不需中止任何累計。

不論使用a）或者b），都需要提供一套檢測皮帶實際位置與皮帶秤電子部件中的皮

帶標識的一致性的裝置。

4、耐久性

國際建議增加了耐久性試驗的要求。

當進行耐久性試驗時，衡器應能夠在“最終”測試時維持使用中最大允許誤差范圍以

內的性能。并且耐久性測試開始（“首次”測試）時測得的誤差值與耐久性測試結束（“最

終”測試）時測得的誤差值之間的差不得超過使用中最大允許誤差的絕對值。

應在現場對整臺皮帶秤進行耐久性試驗，通常用一種物料在衡器上進行稱量，在法

定計量技術機構和申請人同意的情況下還可以使用其它具有類似磨損特性的物料進行

試驗。

應根據國際建議（型式評價、物料試驗）中的要求進行現場物料試驗（首次試驗）。

在運行一段時間后，應根據國際建議（型式評價、物料試驗）中的要求進行下一次

現場物料試驗（最終試驗）。

在進行首次試驗和最終試驗之間衡器的運行時間應至少為6個月以及以下兩個時間

中較短的時間：

——至少400小時的運行時間，或

——已完成累計總數為100 x Qmax x 1小時的輸送量的時間

在首次試驗和最終試驗之間的運行過程中，衡器應印封，除了自動或由用戶操作調

零外不做其它任何調節。

國際建議中規定的首次檢定最大允許誤差適用于首次試驗，國際建議中規定的使用

中最大允許誤差適用于最終試驗。此外，首次試驗和最終試驗獲得的誤差之間的差值不

應超過國際建議中規定的使用中最大允許誤差的絕對值。

耐久性試驗可以在一臺非法制計量用途的設備上進行，或（如果符合國家法規和相

應計量機構規程的要求）在一臺臨時批準作法制計量用途的設備上進行。

用于耐久性試驗的衡器可以與做其它試驗（例如影響因子和干擾試驗）所用的衡器

不同，因此如果有必要，可以在做耐久性試驗的同時進行其它型式試驗以盡可能減少時

間。

（5）超出范圍與操作警報提示或檢查裝置

國際建議更加詳細地描述了超出范圍與操作警報提示或檢查裝置。

如果安裝了運行檢查裝置下述情況下應產生一個持續、清晰可聽的和/或清晰可視

的錯誤提示，或者應在相應的部分或總累計打印輸出/任何輔助記錄裝置（流量記錄儀

等）存有錯誤提示的記錄（例如日期，時間，持續長度）：

a）瞬時載荷超出了稱重單元的最大秤量；

b）流量高于最大流量或者低于最小流量；

c）檢測到故障，失調或錯誤；

d）裝有皮帶整圈累計裝置時，當皮帶運轉少于一整圈時；或

e）超出零點的最大允許誤差。

此提示為報警提示，其運行應明顯可辯（例如：明顯、連續的蜂鳴或警報燈閃爍）。

不同報警可使用不同提示方式。

（6）組件的保護和印封及預設控制

國際建議增加了組件的保護和印封及預設控制的要求。

受法制計量管理且不應由用戶人為調整或拆除的組件、界面和預設控制，應按裝配

備保護措施或印封裝置。若印封，應將外圍印封。任何情況下印封件應易于接觸。

測量系統中所有對測量準確度有影響的操作組件應提供充分的保護。

皮帶秤的保護或密封措施應確保：

a）限制使用可能對計量屬性有影響的功能。如：被印封裝置保護的開關，密碼，

鑰匙或識別標簽；

b）軟件功能應根據4.8中的要求進行保護以避免有意、無意或意外的更改；

c）通過界面的計量數據傳輸應根據4.6.1中的要求進行保護以避免有意、無意或意

外的更改；

d）衡器的可用安全保護措施應可獨立操作對設定對象的保護；

e）存儲裝置中的測量數據應根據4.7中的要求進行保護以避免有意、無意或意外的

更改。

對禁止使用或調整的組件和預設控制進行安全保護的方法包括以下：

a）實物印封，只有將其破壞才能接觸組件或功能；

b）如有審查跟蹤系統，則該系統應自動記錄對組件和功能的使用信息，該信息應

能被使用和顯示。信息中應包含日期和經系統授權的使用者。（如果審查跟蹤系統中的

信息無法確切識別使用者，應有足夠可以識別使用組件和功能時所用的密碼或識別標簽

的信息）；

c）在國家法規規定的一段時間（一般是兩次定期核查之間的時間）內，應確保對

操作使用的可追溯性(如每當組件或功能被更改時數值便遞增的計數器，和該計數器在

某一特定時間的一條相關記錄值)。操作使用的記錄應被存儲。記錄不應被覆蓋，除非

記錄的存儲容量用盡，新的記錄在數據所有者提供許可的情況下可以取代老的記錄；

d）印封措施應易于使用。

（7）皮帶外形修正裝置

國際建議中增加了皮帶外形修正裝置的要求。

如皮帶秤裝有皮帶外形修正裝置，該系統應：

a）永久運行，或永久禁用（該裝置的運行應印封，以防止用戶使用）；

b）含有能可靠地將所儲存的（空）皮帶數據與皮帶位置同步的裝置。（例如：可以

利用傳感器檢測固定在皮帶上運動的標簽）。

該裝置可：

a）與自動或半自動調零裝置結合，例如運行調零裝置可獲得并儲存新的（空）皮

帶帶形數據。

b）以獨立于自動或半自動調零裝置運行，在這種情況下自動或半自動調零裝置可

通過確定皮帶一整圈的平均值來修正（空）皮帶帶形的平均值。

（8）所用稱重傳感器的最小分度值（Vmin）

在使用模擬應變式稱重傳感器的情況下，稱重傳感器的最小分度值（Vmin）應滿

足下面的關系式：

 N /R Vmin S Max ××≥

其中：

 S = 15000 （對于0.2級秤）

 S = 6000 （對于0.5級秤）

 S = 3000 （對于1級秤）

 S = 1500 （對于2級秤）

R 是載荷承載器的縮比

N 是稱重傳感器的數量

如果使用數字稱重傳感器，上述關系式也適用，但由于Pi= 1，應使用下列S值：

 S = 10000 （對于0.2級秤）

 S = 4000 （對于0.5級秤）

 S = 2000 （對于0.5級秤）

 S = 1000 （對于0.5級秤）

（9）零流量的溫度影響

在零流量的溫度影響的試驗中，國際建議規定是相差5℃的溫度下取得的兩個累計

示值之差的誤差，而在國標和規程中則規定是相差10℃的溫度下取得的兩個累計示值之

差的誤差，顯然國際建議放寬了零流量的溫度影響的要求。

（10）干擾

國際建議在抗干擾試驗中比國標和規程的要求要嚴酷的多。增加了交流供電電源電

壓暫降和短時中斷抗擾度試驗、浪涌（沖擊）抗擾度試驗、射頻場感應傳導騷擾抗擾度

試驗等。對原來的電快速瞬變脈沖群抗擾度和射頻電磁場輻射抗擾度試驗要求也提高

了。在所有衡器的抗干擾試驗的項目中，國際建議的嚴酷度等級是最高的。

a）交流供電電源電壓暫降和短時中斷抗擾度嚴酷度等級見下表

注：應使用一個適用于在指定時間段內即一個或多個半周期（過零點）使交流電源電壓降低

的試驗發生器。該試驗發生器應在接通EUT之前調試好，主電源電壓瞬降應以至少10秒鐘

的間隔重復試驗10次。

b）電快速瞬變脈沖群抗擾度嚴酷度等級見下表

信號線和控制線端口

環境狀況

試 驗 規 范

試驗依據

快速瞬變方式

1kV(峰值)

５/50nsT1/Th

5kHz疊加頻率

IEC 61000-4-4

注：本試驗按照生產廠的有關規定僅適用于總長超過３米的導線的端口或接口。

直流和交流電源端口

環境狀況試驗規范試驗依據快速瞬變方式

2kV(峰值)

５/50nsT1/Th

5kHz疊加頻率

IEC 61000-4-4

注：在工作時不與電源連接，不適用于電池供電的直流電源端口。

該試驗的嚴酷度等級也超過了R76非自動衡器的要求（R76中對信號線和控制線端

口的施加電壓0.5kV，對直流和交流電源端口的施加電壓1kV）。

c）浪涌（沖擊）抗擾度試驗嚴酷度等級見下表

在電源線、I/O線路和通訊（信號）電纜上的浪涌

環境狀況試驗規范試驗依據

在電源線、I/O線路和通訊

（信號）電纜上的浪涌

1kV（峰值）線間電壓

2kV 線對地電壓

a) 用0°、90°、180°、270°交流電源電

壓同時施加正、負電涌各3次

b) 在直流電源線、I/O線路和通訊電纜

上施加正、負電涌各3次。

IEC 61000-4-5

注：此項試驗僅適用于在典型安裝條件下浪涌會產生的顯著影響的情況。尤其適用于室

內外安裝使用較長信號電纜（線長超過30m或設備部分或全部安裝于室外）的情況。試驗

適用于電壓線及其它用于通訊、控制、數據或上述信號的電纜，在電源由直流電源市場提供

的情況下也適用于用直流電源供電的衡器。

該試驗的嚴酷度等級也超過了R76非自動衡器的要求（R76中對線間的施加電壓

0.5kV，對線地間的施加電壓1kV）。

d）靜電放電抗擾度試驗嚴酷度等級見下表

注：1) 在這里“電壓水平”是指小于并包括指定的電壓值（即試驗應在比IEC 61000-4-2中指定的更低電壓水平下進行）。

2) 6kV接觸放電應施加于易導電的部件。金屬接觸即電池部件或插座引出線不屬于這

個要求范圍。

該項試驗的要求和國標、規程相同。

e）射頻電磁場輻射抗擾度試驗嚴酷度等級見下表

三、相關問題的分析與探討

1、皮帶秤分度值

國際建議中沒有對皮帶秤分度值大小做出任何規定，皮帶秤的精度和分度值沒有關

系。國際建議中和皮帶秤分度值（d）有關的條款是最小累計載荷，對于0.2級皮帶秤，

其最小累計載荷不小于2000d；對于0.5級皮帶秤，其最小累計載荷不小于800d；對于

1級皮帶秤，其最小累計載荷不小于400d；對于2級皮帶秤，其最小累計載荷不小于200d。

從下面的公式可知：

T＝

每稱量長度脈沖數

發送的脈沖數S×

累計載荷T由靜態載荷S和速度脈沖計算得出。現在的皮帶秤都是具有微處理器的

電子皮帶秤，脈沖數是數字量，不考慮其誤差，也就是說在不考慮皮帶效應等因素影響

的情況下，可以忽略皮帶速度對皮帶秤精度的影響，皮帶秤的精度由稱重信號決定。理

論上分度值可以取任意小的值，實際應用中，分度值不宜過大，如果d過大，那么最小

累計載荷就很大，增加了試驗的成本，并且也不易通過皮帶秤鑒別力等試驗項目。

2、控制值

國際建議中控制值的定義是：在皮帶秤承載器上模擬或加放一個已知附加砝碼，皮

帶空轉預定圈數后，由累計顯示器顯示并以質量單位表示的值。國際建議中并沒有說明

控制值的作用，不過從控制值的定義中可看出，控制值也就是經過物料修正過后的模擬

校準值。問題是當這個控制值誤差超過多少時，需要重新進行物料修正？國際建議中沒

有說明，實際使用中也沒有明確的要求，也很難做出這方面的規定。

3、模擬試驗裝置

國際建議中規定皮帶秤的模擬試驗裝置應配備：典型的承載器；施加標準砝碼的平

臺或秤盤；位移模擬裝置；能夠對由位移傳感器測量的整個皮帶長度和操作者預設的等

量皮帶長度與恒定載荷積分結果進行比較的運行檢查裝置。位移模擬裝置最好用可變頻

調速的電動機，如果只用脈沖信號發生器，則無法對測速傳感器進行試驗。如果廠家的

皮帶秤儀表不具有預設脈沖數的功能，則試驗需有脈沖計數器，以便對試驗的預設脈沖

數進行檢查。

4、量程穩定性

國際建議中沒有規定皮帶秤的量程穩定性，而R76﹑R51﹑R61﹑R107﹑R106等其

它幾個相關的國際建議均有量程穩定性的規定。雖然皮帶秤量程穩定性也受現場的輸送

機、輸送皮帶等因素影響，但在型式評價模擬測試中可以進行量程穩定性試驗。參照

R76中的規定，試驗時間為28天或性能試驗所需的時間，選其中較短的時間；試驗載

荷為接近最大秤量（Max）的靜態試驗載荷；最大量程誤差等于對接近最大秤量的載荷

進行影響因子試驗的最大允許誤差的一半。

5、最小流量

國際建議中，單速皮帶秤的最小流量應等于最大流量的20%，在某些特殊安裝的情

況下，可以使皮帶秤物料輸送的流量變化率（最大流量與最小流量之比）小于5:1，最

小流量應不超過最大流量的35%。變速皮帶秤和多速皮帶秤的最小流量可以小于最大流

量的20%。但稱重單元的最小瞬時凈載荷應不小于最大秤量的20%。之所以有這樣的規

定，主要考慮到現場輸送皮帶張力所帶來的線性變化的影響，但是隨著皮帶秤檢測技術

的日益發展，這個20%的規定是否合理值得商榷，最小流量可以由廠家規定。

6、族

國際建議中只提出“族”的概念，并沒有明確”族”的規定，這給皮帶秤的型式評價帶

來了很多困難，實際使用中可以借鑒R76中“族”的概念，即可識別的且屬于相同制造形

式的衡器和模塊的組，相對于測量，它們具有相同的設計特點和相同的計量原理，但它

們可以具有某些不同的計量和技術性能特性。如果皮帶秤“族”中計量特性可比且滿足下

列規定之一，被測試皮帶秤（EUT）以外的規格無需測試即可接受：

（1）準確度等級低于EUT準確度等級；

（2）EUT最大秤量/5 ≤ 最大秤量 ≤ EUT最大秤量；

（3）最大速度低于EUT最大速度。

根據上述的規則，序號1和序號2中，選取序號1作為EUT；序號3﹑序號4﹑序號5中，

選取序號3作為EUT，序號6和序號7中，選取序號6作為EUT。只要測試這三種規格的皮

帶秤即可認為這一“族”中的皮帶秤均符合要求。

四、結束語

綜上所述，國際建議比國標、規程對電子皮帶秤的計量性能和功能特性有了更高的

要求，將國際建議準確、全面地引入我國是提升皮帶秤競爭力的關鍵舉措，將使皮帶秤

技術水平得到提高。