Способ определения количества однотипных изделий путем взвешивания

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для определения количества однотипных изделий путем взвешивания. Способ заключается в определении многократно средней массы однотипных изделий при измерении массы различного числа изделий. После измерения изделий во всей партии получают искомое количество изделий в партии с помощью уточненного значения средней массы. При этом получают гарантированный допуск, в пределах которого это количество может изменяться. Технический результат заключается в увеличении точности и уменьшении трудоемкости подсчета однотипных изделий.

 

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для определения количества однотипных изделий путем взвешивания.

Известен способ определения количества однотипных изделий путем взвешивания, заключающийся в том, что укладывают на вспомогательные весы несколько изделий, измеряют их массу, определяют среднюю массу одного изделия делением измеренной массы на число уложенных изделий, укладывают на основные весы всю партию изделий, измеряют массу изделий в партии и определяют искомое количество изделий в партии делением массы партии на среднюю массу одного изделия с последующим округлением до целого числа(Патент №RU 2058018 C1, кл. G 01 G 19/42, 1996). За счет ввода вспомогательных весов обеспечивается более точное определение средней массы одного изделия, а значит, и искомого количества изделий в партии. Но этот способ не обладает универсальностью, так как для стандартных весов, имеющих одну платформу, он не позволяет ввести специальный счетный режим работы.

Известен способ взвешивания изделий с округлением результата взвешивания до целого числа дискретов d, заключающийся в том, что укладывают на весы изделие, измеряют исходное значение его массы, добавляют последовательно к изделию гири одинаковой массы, меньшей дискрета, например 1/10 d или 1/5 d, определяют массу добавленных гирь, при которой происходит увеличение показаний на 1 d, а окончательное значение массы изделия выбирают в интервале, учитывающем массу добавленных гирь до и после смены дискрета (OIML INTERNATIONAL RECOMMENDATION R 76-2, c.10). Способ позволяет увеличить чувствительность измерений, но он не применим к задаче определения количества однотипных изделий путем взвешивания.

Известен также способ определения количества однотипных изделий путем взвешивания, заключающийся в том, что отсчитывают вручную некоторое количество изделий, укладывают их на весы, измеряют их массу с округлением результата взвешивания до целого числа дискретов d, определяют среднюю массу одного изделия делением измеренной массы на число изделий, укладывают на те же весы всю партию изделий, измеряют массу партии и определяют искомое количество изделий в партии делением массы партии на среднюю массу одного изделия с последующим округлением до целого числа (О.Г.Лисин. Ошибка определения числа деталей с помощью счетных весов//Измерительная техника. - 1998. №3, с.15-18).

Этот способ выбран в качестве прототипа изобретения как наиболее близкий к нему по технической сущности и достигаемому результату. Недостатком прототипа является низкая точность счета изделий в партии из-за того, что средняя масса одного изделия определяется с большой погрешностью по единственному независимому измерению, повторение которого приводило бы к тому же самому результату; способ не позволяет оценить допуск на полученное число изделий в партии, который вызывается округлением при дискретизации значений массы. Кроме того, для легких изделий, масса которых не велика по сравнению с дискретностью d, приходится увеличивать число изделий при определении средней массы, а их отсчет вручную характеризуется большой трудоемкостью.

В предлагаемом способе определения количества однотипных изделий путем взвешивания роль добавочных гирь, используемых в описанном выше аналоге - способе взвешивания изделий, выполняют сами изделия. Вместо единственного измерения при определении средней массы предлагается взвешивание выполнять, добавляя на весы по одному изделию и регистрируя массу после каждого добавления. Значение средней массы определяют с учетом всех измерений. Увеличение числа независимых измерений позволяет повысить точность подчета и уменьшить трудоемкость осуществления способа.

Предлагаемый способ заключается в том, что отсчитывают вручную некоторое количество изделий, укладывают их на весы, измеряют их массу с округлением результата взвешивания до целого числа дискретов d, определяют среднюю массу одного изделия делением измеренной массы на число изделий, укладывают на те же весы всю партию изделий, измеряют массу партии и определяют искомое количество изделий в партии делением массы партии на среднюю массу одного изделия с последующим округлением до целого числа.

Дополнительно при определении средней массы одного изделия взвешивание осуществляют многократно, добавляя на весы по одному изделию, начиная от одного до заданного числа штук. По результату каждого взвешивания определяют с учетом допуска на округление минимально возможное значение средней массы делением измеренной массы, уменьшенной на полдискрета, на число изделий; аналогично, по результату каждого взвешивания определяют с учетом допуска на округление максимально возможное значение средней массы делением измеренной массы, увеличенной на полдискрета, на число изделий. Затем среди всех минимально возможных значений выбирают максимальное, а среди всех максимально возможных значений выбирают минимальное. Истинное значение средней массы должно находиться между найденными максимумом и минимумом. Искомое количество изделий N в партии определяют в интервале значений, полученных делением массы партии М на максимальное и минимальное значение средней массы одного изделия. Оно должно удовлетворять неравенствам:

где m_i - масса i штук изделий, которая была измерена на этапе определения средней массы одного изделия, а функции максимума и минимума от величин в круглых скобках находятся для всех значений i от 1 до заданного числа n.

Чтобы подтвердить возможность осуществления предлагаемого способа, следует рассмотреть пример его использования. Пусть взвешивание выполняется на весах с дискретным отсчетом 1 г, и предел допускаемой погрешности составляет ±0,5 г, так что показания результата взвешивания гарантируются вплоть до последней цифры. Пусть неизвестная средняя масса одного изделия в действительности имеет точное значение 2.2 г. По способу-прототипу при первом взвешивании отбирают 3 изделия. Их точная масса составит 6.6 г, т.е. весы покажут округленное значение 7±0,5 г. Это значит, что в прототипе гарантируются пределы для средней массы и одного изделия

или . По предлагаемому способу выполняется серия из 3 измерений, в которых взвешиваются грузы с точной массой 2,2; 4,4 и 6,6 г. Округленные показания будут 2, 4 и 7 г. Отсюда для каждого показания получаются оценки средней массы:

или

Надо рассматривать каждую из этих оценок совместно с другими. Так, из 2-го измерения получаем, что средняя масса должна быть меньше (это число есть максимум), а из 3-го - больше (это число есть минимум). В результате обе оценки дают конечную неопределенность в значении средней массы, равную , тогда как по способу-прототипу эта неопределенность есть , т.е. в 4 раза больше. Соответственно для искомого количества изделий в партии относительная погрешность, связанная с определением средней массы, оказывается в предлагаемом способе в 4 раза меньше, чем в прототипе.

Этот же пример допускает другую интерпретацию. Пусть целью является не увеличение точности, а уменьшение трудоемкости. Тогда надо определить, сколько в способе-прототипе надо взять изделий при определении средней массы, чтобы добиться той же точности, что в предлагаемом способе, т.е. 1/12. Ответ есть 12 штук. Действительно, точное значение массы этого количества равно 12 u=26,4 г. Весы покажут значение 26±0,5 г. Это значит, что в прототипе гарантируются пределы для средней массы и одного изделия

или . Иначе говоря, оба способа дают одну и ту же погрешность, но по предлагаемому способу количество изделий при определении средней массы оказывается можно брать в 12/3=4 раза меньше. В результате получают соответствующее сокращение трудоемкости.

Приведенные два примера характеризуют предельные оценки эффективности способа. Возможно и компромиссное решение, когда берется число изделий большее 3, но меньшее 12. При этом трудоемкость сокращается менее чем в 4 раза, но одновременно происходит и увеличение точности оценки средней массы, хотя и меньше 4-кратного.

Способ определения количества однотипных изделий путем взвешивания, заключающийся в том, что отсчитывают вручную некоторое количество изделий, укладывают их на весы, измеряют их массу с округлением результата взвешивания до целого числа дискретов d, определяют среднюю массу одного изделия делением измеренной массы на число изделий, укладывают на те же весы всю партию изделий, измеряют массу партии и определяют искомое количество изделий в партии делением массы партии на среднюю массу одного изделия с последующим округлением до целого числа, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности и уменьшения трудоемкости, при определении средней массы одного изделия взвешивание осуществляют многократно, добавляя на весы по одному изделию, начиная от одного до заданного числа штук, а среднюю массу одного изделия определяют сначала при каждом из многократных взвешиваний с учетом допуска на округление для минимально возможных значений делением измеренной массы, уменьшенной на пол-дискрета, на число изделий и для максимально возможных значений делением измеренной массы, увеличенной на пол-дискрета, на число изделий, а окончательное значение средней массы определяют в интервале от максимума среди всех минимально возможных значений до минимума среди всех максимально возможных значений, выбирают минимальное, при определении же искомого количества изделий в партии определяют и допуск на это количество после деления массы партии на максимальное и минимальное окончательные значения средней массы одного изделия.