新國家標準中的重量概念分析

新國家標準中的重量概念分析

一、新舊標準的比較

本標準和原標準相比，對重量檢驗在以下幾個方面進行了修訂。

(一)修改了“公定重量”的定義

原標準中公定重量的定義是：“準重按棉花實際回潮率折算成公定回潮率后的重量”。而準重是指凈重按棉花實際含雜率折算成標準含雜率后的重量”。

本標準將公定重量的定義修訂為：“凈重按棉花實際含雜率和實際回潮率折算成標準含雜率和公定回潮率后的重量”。

這兩個定義本質是一樣的，修訂后的定義不再需要通過“準重”進行過渡，顯得更直接。

(二)刪除了“準重和籽棉準重衣分率”的定義和計算方法

準重和籽棉準重衣分率在1972版棉花標準中是貿易結算指標，當時棉花水分的考核指標是含水率，是對實際含水率、含雜率之和折算成標準含水率、含雜率之后的結果，是最終的計算結果。

在1999版棉花標準實施后，棉花水分的考核指標變為國際通用的回潮率指標，準重和籽棉準重衣分率的定義也隨著發生的變化，變為棉花實際含雜率折算成標準含雜率后的結果，僅與含雜率有關，與含水率(或回潮率)沒有關系，變為過渡性指標，已不是最后的計算結果。

本標準考慮到準重和籽棉準重衣分率已不是貿易結算指標，僅僅是過渡性的指標，沒有保留的必要，故進行了刪除。

對于準重和籽棉準重衣分率的計算也同樣予以刪除。如果進行保留，就會變成計算公定重量和籽棉公定衣分率的中間過程，它的計算結果勢必要進行數值修約，造成修約誤差，對帶有誤差的數據再進行下一步計算，必然后影響最后公定重量和籽棉公定衣分率的計算結果，這也是刪除中間指標的原因之一。

(三)將成包皮棉質量檢驗修改為品質檢驗和重量檢驗可以分開抽樣、檢驗、出證

本標準將成包皮棉的質量檢驗分為品質檢驗和重量檢驗兩個部分，從抽樣、檢驗到出證等各個環節都可以分開進行，更加適應不同情況的需要。如國儲棉的出庫檢驗，有時只需要進行品質檢驗，因為棉花的內在質量在經過長時間的儲存后會發生變異，而重量(這時指公定重量)檢驗結果在理論上是不會發生變化的。再如委托檢驗，有時候只需要檢驗品質，因為在重量方面供需雙方容易達成一致。而當在貿易雙方對重量檢驗結果有異議時，有時候則只需要進行重量檢驗。

(四)取消了“逐包檢驗時，以同一籽棉大垛、同一天、同一條生產線加工的棉包為一含雜率檢驗單元”的規定

原標準規定：逐包檢驗時，把同一籽棉大垛、同一天、同一條生產線加工的棉包作為一含雜率檢驗單元，并要從每包中抽取一定數量的樣品，合并成一個含雜率檢驗實驗室樣品，最后把實驗室樣品的檢驗結果賦給每個棉包。這樣做存在下列問題：①一個檢驗單元一般都不是一個完整的棉批，檢驗單元的含雜率結果不能直接用于棉批；②每一包都要進行抽樣太繁瑣，不好操作；③一個檢驗單元的平均含雜率檢驗結果賦給每一個棉包不盡合理。基于以上原因，本標準對此項內容作了刪除處理。

(五)增加了成包皮棉含雜率抽樣方法

按每10包(不足10包的按10包計)抽1包，從每個取樣棉包壓縮面開包后，去掉棉包表層棉花后再從各包均勻取樣，形成一個總重量不少于600 g的含雜率檢驗實驗室樣品。

另外還規定：品質檢驗和重量檢驗同時進行的，則含雜率樣品可從品質檢驗批樣中抽取。

上述規定是本標準對含雜率檢驗的一項重要修訂內容，使含雜率檢驗有了一個科學的、明確的、操作性強的抽樣方法的，確保了檢驗結果的客觀公正。

雜質在棉花中不是均勻分布，不同的棉包含雜率不同，同一棉包不同的部位含雜率也不相同，如果沒有一個科學的、明確的的抽樣方法，所取得的實驗室樣品代表性就很難保證，從而導致檢驗結果的準確度出現問題。

(六)回潮率檢驗增加了棉包針插式檢測回潮率的內容

不開包檢驗棉花的回潮率在實際工作中無疑會有很多優勢，一是可以在不破壞棉花外包裝的情況下進行檢驗，使棉花保持完好，便于儲存和運輸，同時也節約開包、復包所需要的人力和物力；二是不用把棉花樣品從包內取出，也為檢驗人員提供了更便捷的工作方式，大大提高了工作效率，同時也避免了因樣品取出而產生的棉包重量的損失。

增加此項內容后，使棉包針插式檢測回潮率的方法有了標準依據。

(七)明確了含雜率、回潮率檢驗結果都修約到一位小數

此項規定使含雜率、回潮率與其他指標的規定保持一致。

回潮率的檢驗結果的數值修約與原標準不同，原標準要求平均回潮率的檢驗結果修約到二位小數。本標準將回潮率檢驗結果改為修約到一位小數，是與電阻法測量回潮率所使用的儀器設備的精度相一致的。

二、重量檢驗

棉花是親水性物質，在一般情況下，棉花中總是含有一定數量的水分，水分含量的多少在標準中用回潮率來表示。棉花的回潮率有高有低，并且是不斷變化的，與周圍環境溫濕度密切相關。同一包棉花會因回潮率的變化其毛重(或凈重)也相應發生變化，而公定重量從理論上是不會發生變化的。由此需要提醒大家的是毛重(或凈重)檢驗與棉花的回潮率檢驗應該是同步進行的，否則最后得出的公定重量是不對的。

棉花是大宗商品，交易中的棉花每批一般都有幾噸或幾十噸，如果對重量檢驗不作規定的話，重量檢驗的絕對誤差可能會很大，會引起大的經濟差額。所以在棉花貿易中一般不提倡使用毛重或凈重來結算，本標準要求使用公定重量。同理在籽棉收購時標準要求使用公定衣分率和籽棉折合皮棉的公定重量。

(一)籽棉收購的重量檢驗

籽棉收購的重量檢驗應包括稱重、含雜率檢驗、回潮率檢驗、籽棉折合皮棉的公定重量計算。

(二)稱重

對籽棉的稱重要求標準未作出相應的規定。籽棉的稱重是一般常識性的問題，發生在農商環節，通常情況下是收購方向交售方出具收購小票，不需要出具檢驗證書。但貿易雙方應當注意的是所使用的衡器設備應當符合如下要求：一是稱量物應在衡器的有效范圍內；二是衡器應檢定合格，并在有效的檢定期范圍內；三是衡器的使用狀態是可靠的，沒有發生損壞和人為的破壞；四是注意周圍環境的影響，如大風或下雨；五是其他可能影響稱量結果的情況。

(三)含雜率檢驗

收購時可以機檢，也可以進行估驗，估驗結果應經常與按照GB/T 6499進行檢驗的機檢結果相對照，及時調整估驗水平。如貿易雙方中的任何一方對估驗結果有異議，要以按照GB/T 6499進行檢驗的機檢結果為準。此規定與原標準相比，只是在收購籽棉的抽樣數量上有所不同，其他保持不變。

(四)回潮率檢驗

籽棉的回潮率檢驗是指對試軋的皮棉進行回潮率檢驗，檢驗方法按照GB/T 6102.1或GB/T 6102.2執行。在實際工作中通常按照GB/T 6102.2執行。

在實際工作中有一點應引起大家注意：在籽棉收購中使用較多的籽棉回潮率測定儀，俗稱“叉子”，不是標準的計量器具，它不能準確地給出籽棉的回潮率，用這種設備測量最多只能算是粗測，是不能以它為準的。

還有一點需要注意：對回潮率超過10.0%的籽棉，收購和加工時，應作晾曬、烘干等技術處理，如加工成皮棉，回潮率超過10.0%，將作為超水棉處理。

(五)籽棉試軋及稱重

對抽取的每份試樣稱量1 kg。籽棉試樣用衣分試軋機軋花。要求不出破籽。將軋出的皮棉稱量。稱量結果都精確到1 g。

需要注意是的本次標準修訂后，對第1部分鋸齒細絨棉，要求使用鋸齒衣分試軋機軋花，不能使用皮輥衣分試軋機軋花，這樣才能適應收購時棉花顏色級檢驗的需要。

這里對所使用的衡器設備要求量程不低于1 kg，最小分度值不大于1 g，在實際工作中一般使用符合此要求的臺案秤。

對所使用的各衡器設備都應符合計量檢定的要求并保持狀態完好。

6.籽棉折合皮棉的公定重量計算。

(1)籽棉公定衣分率按照式(1)計算，結果保留一位小數：

式中：

L0——籽棉公定衣分率，%；

G——從籽棉試樣軋出的皮棉重量，單位為克(g)；

G0——籽棉試樣重量，單位為克(g)；

Z——軋出皮棉實際含雜率，%；

Z0——皮棉標準含雜率，%；

R0——棉花公定回潮率，%；

R——軋出皮棉實際回潮率，%。

對兩個及以上試樣時，以每個試樣籽棉公定衣分率的算術平均值作為籽棉平均公定衣分率，結果保留一位小數。

(2)籽棉折合皮棉的公定重量按式(2)計算，結果保留一位小數：

式中：

WL——籽棉折合皮棉的公定重量，單位為千克(kg)；

W0——籽棉重量，單位為千克(kg)；

L——相應籽棉公定衣分率，%。即一個試樣時為L0，一個以上試樣時為各試樣的平均公定衣分率。

(七)成包皮棉的重量檢驗

成包皮棉的重量檢驗包括毛重檢驗、皮重檢驗、含雜率檢驗、回潮率檢驗、成包皮棉的公定重量計算。

1.毛重檢驗。

成包皮棉的毛重檢驗可以采取逐包稱量的方式，也可以采取多包一起稱量的方式。稱量衡器精度不得低于1‰。稱量時，所秤棉包的重量應盡量接近衡器的最大量程。

根據上述規定，成包皮棉的毛重檢驗可以對棉花逐一過磅，可以數包或數十包一起過磅，也可以整車過磅。采取何種方式根據實際工作的需要和條件許可來確定。

稱量衡器精度不低于1‰是指衡器的分度值與衡器的量程之比小于或等于1‰。例如3噸的電子磅，分度值為1 kg，量程為3 000 kg，其精度為1/3000，符合稱量衡器精度不低于1‰的要求。

稱量時，所秤棉包的重量應盡量接近衡器的最大量程是指在過磅時，在條件允許的情況下盡可能多秤幾個棉包。這樣做可以減少稱量次數，降低稱量相對誤差，提高稱量精度，提高工作效率。

在稱量時需要注意的問題是每種衡器都有它的最小稱量規定，所稱物品的重量不得低于衡器的最小稱量，否則會造成稱量結果準確度太低而不被采信。如用100噸的汽車衡來稱一包棉花，稱得的數據當然不可采信。

一般來講稱量物品重量越大，其稱量結果的相對誤差就越小，所以稱量時應選擇量程與被稱量棉包重量相當的衡器設備。建議所稱棉包的重量大于衡器量程的2/3。

2.皮重檢驗。

根據批量大小，從批中抽取有代表性的棉包2包～5包，開包稱取包裝物重量，計算單個棉包包裝物的平均重量，修約到0.01 kg。

棉花的皮重是指棉花包裝物的重量，同一批棉花，每個棉包所使用的包裝物規格和數量是相同的，各個棉包皮重差異甚小。棉包的包裝物也容易受外界環境的影響，如出現污染、破損、受潮、斷絲等都會對其重量產生影響，因而皮重檢驗也需要進行抽樣檢驗。棉包開包檢驗皮重后需要重新打包，工作量很大，所以抽樣數量不宜太多。

3.含雜率檢驗。

成包皮棉的含雜率檢驗按GB/T 6499執行。

與原標準對比，在含雜率檢驗方面，只是對抽樣數量進行了修訂。

4.回潮率檢驗。

成包皮棉的回潮率檢驗按GB/T 6102.1或GB/T 6102.2執行。對檢驗結果有異議時，以GB/T 6102.1為準。

成包皮棉的回潮率檢驗現在有三種方式：

①電測器法。使用原棉回潮率測定儀對抽取的皮棉樣品逐樣測試。對單包棉花樣品的測試結果代表對應棉包棉花的回潮率，對批樣測試結果的算術平均值，代表對應批棉花的回潮率。

②在線自動檢測裝置法。皮棉成包時使用回潮率在線自動檢測裝置測定棉花的回潮率。

③插入式棉包水分測定儀法。利用針插式探頭對成包皮棉距棉花表面10 cm～15 cm深處進行檢測，得到對應棉包的回潮率。按批檢測時，所抽棉包的回潮率的算術平均值為對應批棉花的回潮率。

棉包插入式回潮率測定儀和在線自動檢測裝置目前只適用于GB 6975《棉花包裝》規定的I型棉包。

對以上三種方式測得的回潮率結果有異議時，均以烘箱法為準。

插入式棉包水分測定儀與電測器、回潮率在線自動檢測裝置在測試方法上都是利用電阻法的原理，因而是科學的。它的優勢是避免了成包以后再開包取樣的麻煩，既節約人力物力，又保證了棉包包裝的完整。

回潮率檢驗抽樣必須與毛重檢驗同步進行。回潮率樣品的抽取后應立即密封，與電測器在同一環境下進行溫度平衡，等溫度一致后再進行測試，檢測應在24小時內完成。

使用棉包插入式回潮率測定儀和在線自動檢測裝置應注意棉花溫度與環境溫度一致性的問題，否則會由于溫差補償的問題使檢測結果出現偏差。

另外還需要指出的是：在線自動檢測裝置是安裝在棉花加工企業打包機的配套設備，同加工企業使用和維護，加工企業有保持該裝置正常工作狀態的義務，不得隨意更改調整。專業纖檢機構應定期按照檢定規程對該裝置進行檢定。設備故障應及時報修，并重新檢定。

5.成包皮棉的公定重量計算。

(1)按式(3)計算每批棉花凈重，修約到0.001 t：

式中：

W2——批棉花凈重，單位為噸(t)；

W1——批棉花毛重，單位為千克(kg)；

N——批棉花棉包數量；

M——單個棉包包裝物平均重量，單位為千克kg)。

(2)按式(4)計算每批棉花的公定重量，修約到.001t：

式中：

W——批棉花公定重量，單位為噸(t)；

Z——批棉花平均含雜率，%；

R——批棉花平均回潮率，%。

三、相關知識

(一)術語和定義

【衡器】衡器是一種利用力的杠桿平衡原理或者胡克定律(形變平衡原理)測定衡定物體的重量(質量，所受重力的大小)的計量器具。

【計量器具】能用直接或間接測出被測對象量值的裝置、儀器儀表、量具和用于統一量值的標準物質。

【衡器的種類】不同的商品分別采取不同的衡器，衡器根據不同的分類依據，可以分為不同的種類：

按結構原理分為機械衡器、電子衡器(秤)、機電結合衡器三類。

按衡量方法分非自動衡器(市場上普遍使用的一種衡器)和自動衡器。

按秤的結構和使用方法分為桿秤、機械式秤(包括天平、案秤、臺秤、彈簧秤、專用衡器等一些以機械結構為支點稱重衡器)、電子秤、電子天平。

按應用領域分為家用衡器、工用衡器、特殊衡器等。

按功能不同分為計重秤、計數秤、計價秤。

【電子秤】以電子元件組成相應的電路，即采用現代的傳感技術、電子技術和計算機技術(單片機)于一體的一種利用作用于物體上的重力來測量相應物體的質量(重量)的一種稱重衡器或者計量器具。

【電子秤的分類】按準確度等級分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個等級。

Ⅰ級：特種天平(精密度≥1/10萬)

Ⅱ級：高精度天平(1/1萬≤精密度＜1/10萬)

Ⅲ級：中精度天平(1/1000≤精密度＜1/1萬)

Ⅳ級：普通秤(1/100≤精密度＜1/1000)

【電子臺案秤】以稱重傳感器為一次轉換元件并帶有載荷承載器、電子裝置、數字顯示的非自動、自行指示式臺秤和案秤。

【精度】①感量(所能顯示的最小刻度)與全稱量(量程)的比值。②所能分辨的最小刻度。

【“精確到”和“修約到”】精確到某位是指該位數值是準確的，其誤差小于該位的0.5個單位。修約到某位是指計算結果按數值修約規則取舍到某一位，一般這一位數值是可疑的。

【精密度】表示試驗中隨機誤差大小的程度。隨機誤差越小，試驗結果的精密度越好。

【正確度】表示試驗結果中系統誤差大小的程度。系統誤差越小，試驗結果的正確度越好。

【精確度(準確度)】是試驗結果中隨機誤差和系統誤差的綜合，表示試驗結果與其真值的一致程度。

【絕對誤差】測量值與真值的差值。

【相對誤差】測量值與真值的差值占真值的百分比。

【最大允許誤差】對給定的測量儀器，規范、規程等所允許的誤差極限值。有時也稱為“測量儀器的允許誤差限”。

【引用誤差】測量儀器的誤差除以儀器的特定值。特定值一般稱為引用值，例如，可以是測量儀器的量程或標稱范圍的上限。

(二)測量誤差的來源

1.原理誤差：指不同測量方法因原理不同而產生的誤差。

2.器具誤差：計量器具本身所具有的誤差。

3.環境誤差：被測量本身的大小隨環境的變化而變化所產生的誤差。

4.人員誤差：不同的操作人員在手法、固定習慣和生理辨別能力等方面的差異而引起的誤差。

5.抽樣誤差：由于試驗對象的變動而引起的誤差。

(三)測量誤差的分類

根據測量誤差的不同特性，人們將測量誤差分為系統誤差、隨機誤差、粗大誤差三類。

系統誤差：在重復性條件下，對同一被測量進行無限多次測量所得結果的平均值與被測量的真值之差。是由于某種不可忽視的原因而造成的固定不變的或按某種規律變化著的誤差。系統誤差可以盡量避免。

隨機誤差：測量結果與在重復條件下，對同一被測量進行無限多次測量所得結果的平均值之差。隨機誤差是由于人們無法控制的偶然因素的影響造成的。隨機誤差不能避免。

粗大誤差：超出在規定條件下預期的誤差。它往往是由于讀錯、抄錯數據，拿錯樣品、計算錯誤或儀器設備、環境條件的某種意外變故而引起的。含有粗大誤差的試驗數據屬異常值，必須剔除。

(四)測量準確度與測量不確定度

1.測量準確度。

測量準確度——測量結果與被測量真值之間的一致程度。是測量結果中系統誤差和隨機誤差的綜合，也稱精確度。

由于測量準確度與真值相聯系，真值是一個理想的概念，故測量準確度也是一個理想的概念。準確度是一個定性的概念，只能表達為“高”、“低”。實際工作中往往采用測量不確定度、準確度等級、最大允許誤差來描述準確度的指標。例如，應該說：

甲設備測量準確度低，其相對擴展不確定度為1%；

乙設備測量準確度高，其相對擴展不確定度為0.1%。

不能說:

甲設備測量準確度為1%；

乙設備測量準確度為0.1%。

在檢定中，不能說“準確度為±0.2%”；只能說準確度等級為0.2或準確度高、低等。

2.測量不確定度。

測量不確定度——是指對測量結果(復現量)的不能肯定的程度(或者說是表征合理地賦予被測量值的分散性，是與測量結果相聯系的參數)。它反映了對測量的“真值”的認識的不足。如何理解這一點呢？經測量合理地賦予被測量的值不是唯一的，而是有許多個可能的值。“真值”在何處并不知道，而只能獲得一個最佳估計值，而“真值”在最佳估計值的一個不確定度的范圍內。這與人們對現實世界的認識程度相一致。測量不確定度的大小，反映了測量者對被測量的認識程度，是一個可操作性的定義。不確定度小，誤差肯定也小，但誤差不可能準確知道；不確定度大，誤差或大或小，限于認識水平，誤差尚不清楚。不確定度的大小，決定了測量結果的使用價值，成為表征測量的一個重要的指標。

測量不確定度的來源包括：被測量的定義不完全；被測量的復現不理想；測量樣本的代表性；環境的影響；人員讀數的偏差；儀器分辨力的限制；測量標準賦予的不準確；引用常數和參數的不準確；測量方法的近似；各種隨機的影響(誤差)；修正系統誤差的不完善；不明顯的粗大誤差。

標準不確定度——用標準差表示的不確定度。標準不確定度用符號u表示。

擴展不確定度——由合成的標準不確定度的倍數(一般取2或3)來表示的測量不確定度。通常用符號U表示。

表征分散性的參數，可以是標準差σ，也可以是標準差乘以一個倍數k(可以不為整數),以kσ表示。k可以取2到3，若k=2，即用2σ表示分散性，若=3，即用3σ表示分散性。采用kσ表示分散性時，k取多少必須說明，k的取值不同即置信水準(如5%、99%等)不同。

表征不確定度一般用置信水準的半寬度來表示。置信水準的半寬度是指：如多個值可以95%的概率包含于[a-，a+]內，則區間的寬度為a+-a-，區間的半寬度為(a+-a-)/2，則我們說表征分散的參數為a+-a-)/2，它具有95%的置信水平。

測量不確定度是定量概念，恒為正值，不帶“±”號。

3.測量不確定度與測量誤差的關系。

測量誤差與測量不確定度這兩個概念，既有一定的聯系，又有一定的區別。測量誤差是測量結果與被測量[約定值]真值之差；測量不確定度為表征合理賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯系的參數。根據定義，測量誤差是以真值為中心，表示測量結果與真值的偏離量，因此它是一個確定的差值。它說明測量結果與真值的差異程度。而真值通常是未知的、理想的概念，因而測量誤差本身就是不確定的；測量不確定度是以測量結果為中心的，表示被測量之值的分散性，它以分布區間的半寬度表示，因此在數軸上它表示一個區間。

測量誤差與測量不確定度密切相聯，它們都是由測量過程不完善因素引起的。測量不確定度理論是在測量誤差理論基礎上完善和發展起來的，不是對測量誤差理論的廢棄；而測量誤差理論是測量不確定度的基礎。因此，在進行測量不確定度評定與表示時，要弄清測量誤差，測量不確定度的內涵和區別。

(本文轉載自GB 1103—2012國家標準宣貫教材)☆