稱重傳感器NTEP認證與OIML認證

在誤差計算方法上的區別及難度分析

【摘 要】 本文討論了美國對用于貿易和商業的稱重、計量產品進行的NTEP（型式評定程序）認證和OIML（國際法制計量組織）認證在稱重傳感器誤差、重復性誤差、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別和數據采集的時間要求及認證的難度分析。

近年來，我國稱重傳感器生產企業為與國際市場融合參與國際競爭主要進行兩種國際認證，一種是OIML認證，一種NTEP認證。現今稱重傳感器廠家在這兩種認證中做的比較多的是OIML認證，大家對OIML認證也都比較熟悉，我們國家的稱重傳感器國家標準和檢定規程都是根據國際法制計量組織出版的OlML R60：2000修訂的。而NTEP認證稱重傳感器廠家相對做的比較少，一個是NTEP認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兩種認證在誤差計算方法上的一些區別。

一、準確度等級區別

OIML：規定稱重傳感器分為A、B、C、D四個準確度等級；

NTEP：規定稱重傳感器分為I、II、III、IIIL、IIII五個準確度等級。

二、PLC分配系數區別

OIML：如制造廠無特殊規定，PLC=0.7；

NTEP：規定單傳感器系統（“S”），PLC=0.7；多傳感器系統“M”，PLC=1.0。

三、最大允許誤差區別，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，負荷每增加500V最大允許誤差增

加0.35V（直至負荷最大到10000V）

以此類推，負荷每增加500V最大允許誤差增

加0.5V（直至負荷最大到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PLC一樣都等于0.7，

傳感器誤差也基本一樣，主要一點區別NTEP III級單傳感器系統傳感器誤差帶比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級單傳感器系統和多傳感器系統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級單傳感器系統的寬；

（4）NTEP IIIL級與OIML的傳感器誤差區別就比較大了，NTEP IIIL級負荷以500V為單位

誤差逐級遞增，直至最大10000V為止。NTEP IIIL級單傳感器系統和多傳感器系統的傳感器誤差的區別也在于兩者PLC的取值不同而不同。

2、重復性誤差

以此類推，負荷每增加500V最大允許誤差

增加0.70V（直至負荷最大到10000V）

以此類推，負荷每增加500V最大允許誤差

增加1.00V（直至負荷最大到10000V）

（1）OIML：重復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、溫度對最小靜負荷輸出的影響

（1）OIML：溫度對最小靜負荷輸出的影響允差為0.7Vmin/5℃。

（2）NTEP III級：單傳感器系統和多傳感器系統溫度對最小靜負荷輸出的影響允差都為

0.7Vmin/5℃。

（3）NTEP IIIL級：單傳感器系統和多傳感器系統溫度對最小靜負荷輸出的影響允差都為

2.1Vmin/5℃。

4、蠕變

OIML和NTEP認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，初讀數與以后30min內記錄的任一讀數之差。

（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PLC的值是多少，均采用分配系數PLC = 0.70；

2）NTEP：

單傳感器系統PLC=0.7

多傳感器系統PLC=1.0

IIIL級單傳感器系統和多傳感器系統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

（1）OIML：最小靜載荷輸出的初讀數與施加了Emax的90%至100%的最大載荷Dmax 30min之后恢復到最小載荷Dmax，的讀數之差，應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，取數讀數之間區別

（1）OIML：加載或卸載時間應近似等于規定時間的一半，余下的時間用于穩定。試驗應在恒定的條件下進行，應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，它強調加卸載和讀數的時間應盡可能短，且不能超出表中規定時間，它并未強調表中規定的一半時間用于加卸載，一半時間用于穩定的做法。蠕變恢復，初讀取也是在卸載后的20s上。

7、Y值和Z值

（1）OIML：Y值和Z值的指標都明確標示在OIML證書中。

 其中 Y=Emax/Vmin（Vmin由制造廠規定，Vmin≤V）

 Z=Emax/（2×DR）

（2）NTEP：Y值指標未明確標示在NTEP證書中，但在證書中明確標示了每個量程的Vmin

值，這也等同于確認了Y值；Z值指標未明確標示在NTEP證書中。

Vmin≤傳感器量程/nmax，這個值應該標注在傳感器上，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目。

8、大氣太壓力影響

（1）OIML：在95kPa至105kPa的大氣壓力范圍內，當大氣壓力變化1kPa時，傳感器輸出變化不應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，如果要進行在氣壓影響測試，并不需要在44#手冊規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：采用同樣設計的傳感器可以認為是同一系列，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接近此量程范圍的中間值，但認證機構也有選擇權，最終由企業和認證機構協商確定。

10、提供樣機的區別

（1）OIML：無特殊規定，制造商一般根據產品的市場需求，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。

（2）NTEP：當要確定何種傳感器和要多少只傳感器要進行測試時，應考慮下列因素：

1） 何種傳感器量程測試比較方便；

2） 何種傳感量程被認為是市場上最常用的；

3） 何種傳感器量程是制造商和進口商易于送測的；

4） 量程范圍；

5） 在同一系列中，傳感器在設計方面的差別；

6） 將要使用被測傳感器的衡器的分度數。

（3）NTEP確定被測傳感器的量程和數量的指導原則如下：

1）用于單傳感器系統還是多傳感器系統：對于單傳感器系統，在一個測試量程上，通常測試一只傳感器（但認證機構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，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小（即量程范圍沒有超出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認證和NTEP認證的主要難度都在于線性、滯后、蠕變和最小靜載荷恢復。根據以上允許誤差比較，同分度數的OIML難度要高于NTEP，OIML認證一般做C3級，而NTEP認證一般做III

S 5000、IIIL M 10000，NTEP認證分度數要比OIML高，所以難度要比OIML大。

1、OIML C3難度相當于NTEP III S 3000

兩者傳感器誤差帶一樣，靈敏度溫度補償的要求也是一樣的，20℃~40℃控制在17.5ppm/℃以內，-10℃~20℃控制在11.67ppm/℃以內。

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

靈敏度溫度補償的要求：OIML C5要高于NTEP III S 5000；根據傳感器的誤差可推算靈敏度溫度補

償的要求如下：

（1）OIML C5要求20℃～40℃控制在10.5ppm/℃以內，-10℃～20℃控制在7ppm/℃以內；

（2）NTEP III S 5000則要求20℃～40℃控制在17.5ppm/℃以內，-10℃～20℃控制在

11.67ppm/℃以內。

3、OIML C5與NTEP IIIL M 10000比較

根據傳感器的誤差，NTEP IIIL M 10000主要對小負荷段要求較高，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，根據傳感器的誤差可推算靈敏度溫度補償的要求如下： NTEP IIIL M 10000：20℃～40℃控制在50ppm/℃以內，-10℃～20℃控制在33.33ppm/℃以內。 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。