新国家标准中的重量概念分析

新国家标准中的重量概念分析

一、新旧标准的比较

本标准和原标准相比，对重量检验在以下几个方面进行了修订。

(一)修改了“公定重量”的定义

原标准中公定重量的定义是：“准重按棉花实际回潮率折算成公定回潮率后的重量”。而准重是指净重按棉花实际含杂率折算成标准含杂率后的重量”。

本标准将公定重量的定义修订为：“净重按棉花实际含杂率和实际回潮率折算成标准含杂率和公定回潮率后的重量”。

这两个定义本质是一样的，修订后的定义不再需要通过“准重”进行过渡，显得更直接。

(二)删除了“准重和籽棉准重衣分率”的定义和计算方法

准重和籽棉准重衣分率在1972版棉花标准中是贸易结算指标，当时棉花水分的考核指标是含水率，是对实际含水率、含杂率之和折算成标准含水率、含杂率之后的结果，是最终的计算结果。

在1999版棉花标准实施后，棉花水分的考核指标变为国际通用的回潮率指标，准重和籽棉准重衣分率的定义也随着发生的变化，变为棉花实际含杂率折算成标准含杂率后的结果，仅与含杂率有关，与含水率(或回潮率)没有关系，变为过渡性指标，已不是最后的计算结果。

本标准考虑到准重和籽棉准重衣分率已不是贸易结算指标，仅仅是过渡性的指标，没有保留的必要，故进行了删除。

对于准重和籽棉准重衣分率的计算也同样予以删除。如果进行保留，就会变成计算公定重量和籽棉公定衣分率的中间过程，它的计算结果势必要进行数值修约，造成修约误差，对带有误差的数据再进行下一步计算，必然后影响最后公定重量和籽棉公定衣分率的计算结果，这也是删除中间指标的原因之一。

(三)将成包皮棉质量检验修改为品质检验和重量检验可以分开抽样、检验、出证

本标准将成包皮棉的质量检验分为品质检验和重量检验两个部分，从抽样、检验到出证等各个环节都可以分开进行，更加适应不同情况的需要。如国储棉的出库检验，有时只需要进行品质检验，因为棉花的内在质量在经过长时间的储存后会发生变异，而重量(这时指公定重量)检验结果在理论上是不会发生变化的。再如委托检验，有时候只需要检验品质，因为在重量方面供需双方容易达成一致。而当在贸易双方对重量检验结果有异议时，有时候则只需要进行重量检验。

(四)取消了“逐包检验时，以同一籽棉大垛、同一天、同一条生产线加工的棉包为一含杂率检验单元”的规定

原标准规定：逐包检验时，把同一籽棉大垛、同一天、同一条生产线加工的棉包作为一含杂率检验单元，并要从每包中抽取一定数量的样品，合并成一个含杂率检验实验室样品，最后把实验室样品的检验结果赋给每个棉包。这样做存在下列问题：①一个检验单元一般都不是一个完整的棉批，检验单元的含杂率结果不能直接用于棉批；②每一包都要进行抽样太繁琐，不好操作；③一个检验单元的平均含杂率检验结果赋给每一个棉包不尽合理。基于以上原因，本标准对此项内容作了删除处理。

(五)增加了成包皮棉含杂率抽样方法

按每10包(不足10包的按10包计)抽1包，从每个取样棉包压缩面开包后，去掉棉包表层棉花后再从各包均匀取样，形成一个总重量不少于600 g的含杂率检验实验室样品。

另外还规定：品质检验和重量检验同时进行的，则含杂率样品可从品质检验批样中抽取。

上述规定是本标准对含杂率检验的一项重要修订内容，使含杂率检验有了一个科学的、明确的、操作性强的抽样方法的，确保了检验结果的客观公正。

杂质在棉花中不是均匀分布，不同的棉包含杂率不同，同一棉包不同的部位含杂率也不相同，如果没有一个科学的、明确的的抽样方法，所取得的实验室样品代表性就很难保证，从而导致检验结果的准确度出现问题。

(六)回潮率检验增加了棉包针插式检测回潮率的内容

不开包检验棉花的回潮率在实际工作中无疑会有很多优势，一是可以在不破坏棉花外包装的情况下进行检验，使棉花保持完好，便于储存和运输，同时也节约开包、复包所需要的人力和物力；二是不用把棉花样品从包内取出，也为检验人员提供了更便捷的工作方式，大大提高了工作效率，同时也避免了因样品取出而产生的棉包重量的损失。

增加此项内容后，使棉包针插式检测回潮率的方法有了标准依据。

(七)明确了含杂率、回潮率检验结果都修约到一位小数

此项规定使含杂率、回潮率与其他指标的规定保持一致。

回潮率的检验结果的数值修约与原标准不同，原标准要求平均回潮率的检验结果修约到二位小数。本标准将回潮率检验结果改为修约到一位小数，是与电阻法测量回潮率所使用的仪器设备的精度相一致的。

二、重量检验

棉花是亲水性物质，在一般情况下，棉花中总是含有一定数量的水分，水分含量的多少在标准中用回潮率来表示。棉花的回潮率有高有低，并且是不断变化的，与周围环境温湿度密切相关。同一包棉花会因回潮率的变化其毛重(或净重)也相应发生变化，而公定重量从理论上是不会发生变化的。由此需要提醒大家的是毛重(或净重)检验与棉花的回潮率检验应该是同步进行的，否则最后得出的公定重量是不对的。

棉花是大宗商品，交易中的棉花每批一般都有几吨或几十吨，如果对重量检验不作规定的话，重量检验的绝对误差可能会很大，会引起大的经济差额。所以在棉花贸易中一般不提倡使用毛重或净重来结算，本标准要求使用公定重量。同理在籽棉收购时标准要求使用公定衣分率和籽棉折合皮棉的公定重量。

(一)籽棉收购的重量检验

籽棉收购的重量检验应包括称重、含杂率检验、回潮率检验、籽棉折合皮棉的公定重量计算。

(二)称重

对籽棉的称重要求标准未作出相应的规定。籽棉的称重是一般常识性的问题，发生在农商环节，通常情况下是收购方向交售方出具收购小票，不需要出具检验证书。但贸易双方应当注意的是所使用的衡器设备应当符合如下要求：一是称量物应在衡器的有效范围内；二是衡器应检定合格，并在有效的检定期范围内；三是衡器的使用状态是可靠的，没有发生损坏和人为的破坏；四是注意周围环境的影响，如大风或下雨；五是其他可能影响称量结果的情况。

(三)含杂率检验

收购时可以机检，也可以进行估验，估验结果应经常与按照GB/T 6499进行检验的机检结果相对照，及时调整估验水平。如贸易双方中的任何一方对估验结果有异议，要以按照GB/T 6499进行检验的机检结果为准。此规定与原标准相比，只是在收购籽棉的抽样数量上有所不同，其他保持不变。

(四)回潮率检验

籽棉的回潮率检验是指对试轧的皮棉进行回潮率检验，检验方法按照GB/T 6102.1或GB/T 6102.2执行。在实际工作中通常按照GB/T 6102.2执行。

在实际工作中有一点应引起大家注意：在籽棉收购中使用较多的籽棉回潮率测定仪，俗称“叉子”，不是标准的计量器具，它不能准确地给出籽棉的回潮率，用这种设备测量最多只能算是粗测，是不能以它为准的。

还有一点需要注意：对回潮率超过10.0%的籽棉，收购和加工时，应作晾晒、烘干等技术处理，如加工成皮棉，回潮率超过10.0%，将作为超水棉处理。

(五)籽棉试轧及称重

对抽取的每份试样称量1 kg。籽棉试样用衣分试轧机轧花。要求不出破籽。将轧出的皮棉称量。称量结果都精确到1 g。

需要注意是的本次标准修订后，对第1部分锯齿细绒棉，要求使用锯齿衣分试轧机轧花，不能使用皮辊衣分试轧机轧花，这样才能适应收购时棉花颜色级检验的需要。

这里对所使用的衡器设备要求量程不低于1 kg，最小分度值不大于1 g，在实际工作中一般使用符合此要求的台案秤。

对所使用的各衡器设备都应符合计量检定的要求并保持状态完好。

6.籽棉折合皮棉的公定重量计算。

(1)籽棉公定衣分率按照式(1)计算，结果保留一位小数：

式中：

L0——籽棉公定衣分率，%；

G——从籽棉试样轧出的皮棉重量，单位为克(g)；

G0——籽棉试样重量，单位为克(g)；

Z——轧出皮棉实际含杂率，%；

Z0——皮棉标准含杂率，%；

R0——棉花公定回潮率，%；

R——轧出皮棉实际回潮率，%。

对两个及以上试样时，以每个试样籽棉公定衣分率的算术平均值作为籽棉平均公定衣分率，结果保留一位小数。

(2)籽棉折合皮棉的公定重量按式(2)计算，结果保留一位小数：

式中：

WL——籽棉折合皮棉的公定重量，单位为千克(kg)；

W0——籽棉重量，单位为千克(kg)；

L——相应籽棉公定衣分率，%。即一个试样时为L0，一个以上试样时为各试样的平均公定衣分率。

(七)成包皮棉的重量检验

成包皮棉的重量检验包括毛重检验、皮重检验、含杂率检验、回潮率检验、成包皮棉的公定重量计算。

1.毛重检验。

成包皮棉的毛重检验可以采取逐包称量的方式，也可以采取多包一起称量的方式。称量衡器精度不得低于1‰。称量时，所秤棉包的重量应尽量接近衡器的最大量程。

根据上述规定，成包皮棉的毛重检验可以对棉花逐一过磅，可以数包或数十包一起过磅，也可以整车过磅。采取何种方式根据实际工作的需要和条件许可来确定。

称量衡器精度不低于1‰是指衡器的分度值与衡器的量程之比小于或等于1‰。例如3吨的电子磅，分度值为1 kg，量程为3 000 kg，其精度为1/3000，符合称量衡器精度不低于1‰的要求。

称量时，所秤棉包的重量应尽量接近衡器的最大量程是指在过磅时，在条件允许的情况下尽可能多秤几个棉包。这样做可以减少称量次数，降低称量相对误差，提高称量精度，提高工作效率。

在称量时需要注意的问题是每种衡器都有它的最小称量规定，所称物品的重量不得低于衡器的最小称量，否则会造成称量结果准确度太低而不被采信。如用100吨的汽车衡来称一包棉花，称得的数据当然不可采信。

一般来讲称量物品重量越大，其称量结果的相对误差就越小，所以称量时应选择量程与被称量棉包重量相当的衡器设备。建议所称棉包的重量大于衡器量程的2/3。

2.皮重检验。

根据批量大小，从批中抽取有代表性的棉包2包～5包，开包称取包装物重量，计算单个棉包包装物的平均重量，修约到0.01 kg。

棉花的皮重是指棉花包装物的重量，同一批棉花，每个棉包所使用的包装物规格和数量是相同的，各个棉包皮重差异甚小。棉包的包装物也容易受外界环境的影响，如出现污染、破损、受潮、断丝等都会对其重量产生影响，因而皮重检验也需要进行抽样检验。棉包开包检验皮重后需要重新打包，工作量很大，所以抽样数量不宜太多。

3.含杂率检验。

成包皮棉的含杂率检验按GB/T 6499执行。

与原标准对比，在含杂率检验方面，只是对抽样数量进行了修订。

4.回潮率检验。

成包皮棉的回潮率检验按GB/T 6102.1或GB/T 6102.2执行。对检验结果有异议时，以GB/T 6102.1为准。

成包皮棉的回潮率检验现在有三种方式：

①电测器法。使用原棉回潮率测定仪对抽取的皮棉样品逐样测试。对单包棉花样品的测试结果代表对应棉包棉花的回潮率，对批样测试结果的算术平均值，代表对应批棉花的回潮率。

②在线自动检测装置法。皮棉成包时使用回潮率在线自动检测装置测定棉花的回潮率。

③插入式棉包水分测定仪法。利用针插式探头对成包皮棉距棉花表面10 cm～15 cm深处进行检测，得到对应棉包的回潮率。按批检测时，所抽棉包的回潮率的算术平均值为对应批棉花的回潮率。

棉包插入式回潮率测定仪和在线自动检测装置目前只适用于GB 6975《棉花包装》规定的I型棉包。

对以上三种方式测得的回潮率结果有异议时，均以烘箱法为准。

插入式棉包水分测定仪与电测器、回潮率在线自动检测装置在测试方法上都是利用电阻法的原理，因而是科学的。它的优势是避免了成包以后再开包取样的麻烦，既节约人力物力，又保证了棉包包装的完整。

回潮率检验抽样必须与毛重检验同步进行。回潮率样品的抽取后应立即密封，与电测器在同一环境下进行温度平衡，等温度一致后再进行测试，检测应在24小时内完成。

使用棉包插入式回潮率测定仪和在线自动检测装置应注意棉花温度与环境温度一致性的问题，否则会由于温差补偿的问题使检测结果出现偏差。

另外还需要指出的是：在线自动检测装置是安装在棉花加工企业打包机的配套设备，同加工企业使用和维护，加工企业有保持该装置正常工作状态的义务，不得随意更改调整。专业纤检机构应定期按照检定规程对该装置进行检定。设备故障应及时报修，并重新检定。

5.成包皮棉的公定重量计算。

(1)按式(3)计算每批棉花净重，修约到0.001 t：

式中：

W2——批棉花净重，单位为吨(t)；

W1——批棉花毛重，单位为千克(kg)；

N——批棉花棉包数量；

M——单个棉包包装物平均重量，单位为千克kg)。

(2)按式(4)计算每批棉花的公定重量，修约到.001t：

式中：

W——批棉花公定重量，单位为吨(t)；

Z——批棉花平均含杂率，%；

R——批棉花平均回潮率，%。

三、相关知识

(一)术语和定义

【衡器】衡器是一种利用力的杠杆平衡原理或者胡克定律(形变平衡原理)测定衡定物体的重量(质量，所受重力的大小)的计量器具。

【计量器具】能用直接或间接测出被测对象量值的装置、仪器仪表、量具和用于统一量值的标准物质。

【衡器的种类】不同的商品分别采取不同的衡器，衡器根据不同的分类依据，可以分为不同的种类：

按结构原理分为机械衡器、电子衡器(秤)、机电结合衡器三类。

按衡量方法分非自动衡器(市场上普遍使用的一种衡器)和自动衡器。

按秤的结构和使用方法分为杆秤、机械式秤(包括天平、案秤、台秤、弹簧秤、专用衡器等一些以机械结构为支点称重衡器)、电子秤、电子天平。

按应用领域分为家用衡器、工用衡器、特殊衡器等。

按功能不同分为计重秤、计数秤、计价秤。

【电子秤】以电子元件组成相应的电路，即采用现代的传感技术、电子技术和计算机技术(单片机)于一体的一种利用作用于物体上的重力来测量相应物体的质量(重量)的一种称重衡器或者计量器具。

【电子秤的分类】按准确度等级分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个等级。

Ⅰ级：特种天平(精密度≥1/10万)

Ⅱ级：高精度天平(1/1万≤精密度＜1/10万)

Ⅲ级：中精度天平(1/1000≤精密度＜1/1万)

Ⅳ级：普通秤(1/100≤精密度＜1/1000)

【电子台案秤】以称重传感器为一次转换元件并带有载荷承载器、电子装置、数字显示的非自动、自行指示式台秤和案秤。

【精度】①感量(所能显示的最小刻度)与全称量(量程)的比值。②所能分辨的最小刻度。

【“精确到”和“修约到”】精确到某位是指该位数值是准确的，其误差小于该位的0.5个单位。修约到某位是指计算结果按数值修约规则取舍到某一位，一般这一位数值是可疑的。

【精密度】表示试验中随机误差大小的程度。随机误差越小，试验结果的精密度越好。

【正确度】表示试验结果中系统误差大小的程度。系统误差越小，试验结果的正确度越好。

【精确度(准确度)】是试验结果中随机误差和系统误差的综合，表示试验结果与其真值的一致程度。

【绝对误差】测量值与真值的差值。

【相对误差】测量值与真值的差值占真值的百分比。

【最大允许误差】对给定的测量仪器，规范、规程等所允许的误差极限值。有时也称为“测量仪器的允许误差限”。

【引用误差】测量仪器的误差除以仪器的特定值。特定值一般称为引用值，例如，可以是测量仪器的量程或标称范围的上限。

(二)测量误差的来源

1.原理误差：指不同测量方法因原理不同而产生的误差。

2.器具误差：计量器具本身所具有的误差。

3.环境误差：被测量本身的大小随环境的变化而变化所产生的误差。

4.人员误差：不同的操作人员在手法、固定习惯和生理辨别能力等方面的差异而引起的误差。

5.抽样误差：由于试验对象的变动而引起的误差。

(三)测量误差的分类

根据测量误差的不同特性，人们将测量误差分为系统误差、随机误差、粗大误差三类。

系统误差：在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。是由于某种不可忽视的原因而造成的固定不变的或按某种规律变化着的误差。系统误差可以尽量避免。

随机误差：测量结果与在重复条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。随机误差是由于人们无法控制的偶然因素的影响造成的。随机误差不能避免。

粗大误差：超出在规定条件下预期的误差。它往往是由于读错、抄错数据，拿错样品、计算错误或仪器设备、环境条件的某种意外变故而引起的。含有粗大误差的试验数据属异常值，必须剔除。

(四)测量准确度与测量不确定度

1.测量准确度。

测量准确度——测量结果与被测量真值之间的一致程度。是测量结果中系统误差和随机误差的综合，也称精确度。

由于测量准确度与真值相联系，真值是一个理想的概念，故测量准确度也是一个理想的概念。准确度是一个定性的概念，只能表达为“高”、“低”。实际工作中往往采用测量不确定度、准确度等级、最大允许误差来描述准确度的指标。例如，应该说：

甲设备测量准确度低，其相对扩展不确定度为1%；

乙设备测量准确度高，其相对扩展不确定度为0.1%。

不能说:

甲设备测量准确度为1%；

乙设备测量准确度为0.1%。

在检定中，不能说“准确度为±0.2%”；只能说准确度等级为0.2或准确度高、低等。

2.测量不确定度。

测量不确定度——是指对测量结果(复现量)的不能肯定的程度(或者说是表征合理地赋予被测量值的分散性，是与测量结果相联系的参数)。它反映了对测量的“真值”的认识的不足。如何理解这一点呢？经测量合理地赋予被测量的值不是唯一的，而是有许多个可能的值。“真值”在何处并不知道，而只能获得一个最佳估计值，而“真值”在最佳估计值的一个不确定度的范围内。这与人们对现实世界的认识程度相一致。测量不确定度的大小，反映了测量者对被测量的认识程度，是一个可操作性的定义。不确定度小，误差肯定也小，但误差不可能准确知道；不确定度大，误差或大或小，限于认识水平，误差尚不清楚。不确定度的大小，决定了测量结果的使用价值，成为表征测量的一个重要的指标。

测量不确定度的来源包括：被测量的定义不完全；被测量的复现不理想；测量样本的代表性；环境的影响；人员读数的偏差；仪器分辨力的限制；测量标准赋予的不准确；引用常数和参数的不准确；测量方法的近似；各种随机的影响(误差)；修正系统误差的不完善；不明显的粗大误差。

标准不确定度——用标准差表示的不确定度。标准不确定度用符号u表示。

扩展不确定度——由合成的标准不确定度的倍数(一般取2或3)来表示的测量不确定度。通常用符号U表示。

表征分散性的参数，可以是标准差σ，也可以是标准差乘以一个倍数k(可以不为整数),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表示分散性时，k取多少必须说明，k的取值不同即置信水准(如5%、99%等)不同。

表征不确定度一般用置信水准的半宽度来表示。置信水准的半宽度是指：如多个值可以95%的概率包含于[a-，a+]内，则区间的宽度为a+-a-，区间的半宽度为(a+-a-)/2，则我们说表征分散的参数为a+-a-)/2，它具有95%的置信水平。

测量不确定度是定量概念，恒为正值，不带“±”号。

3.测量不确定度与测量误差的关系。

测量误差与测量不确定度这两个概念，既有一定的联系，又有一定的区别。测量误差是测量结果与被测量[约定值]真值之差；测量不确定度为表征合理赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。根据定义，测量误差是以真值为中心，表示测量结果与真值的偏离量，因此它是一个确定的差值。它说明测量结果与真值的差异程度。而真值通常是未知的、理想的概念，因而测量误差本身就是不确定的；测量不确定度是以测量结果为中心的，表示被测量之值的分散性，它以分布区间的半宽度表示，因此在数轴上它表示一个区间。

测量误差与测量不确定度密切相联，它们都是由测量过程不完善因素引起的。测量不确定度理论是在测量误差理论基础上完善和发展起来的，不是对测量误差理论的废弃；而测量误差理论是测量不确定度的基础。因此，在进行测量不确定度评定与表示时，要弄清测量误差，测量不确定度的内涵和区别。

(本文转载自GB 1103—2012国家标准宣贯教材)☆