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電子天平利用電磁力平衡重力原理制成的天平稱之為電子天平。
隨著實驗室應(yīng)用的越來越普遍，其測量的準確性、可靠性也就愈為重要，對電子天平計量檢定的描述比較籠統(tǒng)，可操作性欠佳，使得實驗人員對電子天平計量檢定工作在對規(guī)程的理解上并不十分透徹。尤其在評判一個電子天平的“合格與否”所掌握的尺度上不盡相同，使得儀器測量的準確性、參數(shù)的可靠性不能得到保證。為使電子天平在實際應(yīng)用中的質(zhì)量得到有效控制。那么電子天平檢定規(guī)程又是怎樣的？
進行分級和判定其各項允差
目前生產(chǎn)電子天平的廠家在產(chǎn)品說明中未能詳細的標識其性能指標，或者是標識不規(guī)范、不統(tǒng)一，有的給出級別，有的不給出級別。比如有的電子天平明確了實際標尺分度值d，而未標明它的檢定分度值e，這對于使用者來說會誤以為d=e，認為電子天平能分辨出最小的值就是它本身能夠稱量的準確數(shù)值。而對于計量檢定人員來講，確定電子天平的檢定標尺分度值e非常關(guān)鍵，因為e是用來評定其準確度級別以及最大允許誤差的依據(jù)：
在計量檢定中若各項參數(shù)指標的最大示值誤差均不大于1d，我們確定e=d；
如果各項參數(shù)指標最大示值誤差均小于10ｄ，我們確定e=10ｄ。
有時還需根據(jù)具體情況而定，比如當d:0.2ｍｇ時，e=5d；d:0.5mg時，e=2d。
總之，在對檢定標尺分度值的劃分上應(yīng)按照以下形式：1×10k或2×10k或5×10k?k為正整數(shù)、負整數(shù)或零)。
我們把除了e=d以外的情況都歸為≠ｄ，其中以e=10d最為常見。以下是根據(jù)檢定分度值e來對電子天平進行等級劃分及其最大允許誤差的歸納總結(jié)。
計量性能檢定的主要內(nèi)容
在日常的周期檢定和常規(guī)的產(chǎn)品質(zhì)量檢查中，一般需要檢定以下幾項內(nèi)容：天平靈敏度、鑒別力的檢定；天平各載荷點的最大允許誤差(稱量線性誤差)的檢定；天平重復性的檢定；天平的偏載或四角誤差的檢定；天平配衡功能的檢定。
1.電子天平靈敏度、鑒別力的檢定
電子天平的靈敏度一般指分度靈敏度，其在數(shù)值上應(yīng)正好等于該天平相應(yīng)載荷的檢定分度值。對具有數(shù)字指示和自動或半自動校準裝置的電子天平，可以免檢該天平的靈敏度。當電子天平檢定分度值e≥1mg時，可以測定其鑒別力，方法如下：在空載或加載時處于平衡狀態(tài)的電子天平上，把相當于數(shù)字標尺分度值1.4倍的一個外加載荷(1.4ｄ)，輕緩地加放在天平稱盤上時(或從其上取下)，原來的天平示值必須有所變化。
2.各載荷點的最大允許誤差的檢定
首先開機預(yù)熱，然后按照說明書的操作程序?qū)﹄娮犹炱竭M行校準(這一步很關(guān)鍵)，校準完畢，顯示零位。從零載荷開始，逐漸單調(diào)往上加載，直至加到天平的最大稱量值時，然后再逐漸單調(diào)卸載，直至零載荷為止。在檢定過程中，由檢定操作人員視天平具體情況選取載荷點(這在檢定規(guī)程中未明確給出)，但以下幾個載荷點應(yīng)必須進行檢定：
(１)空載。
(２)全載。
(３)最小稱量Min。
Ｉ級天平：100e；Ⅱ級天平：50e；Ⅲ級天平：20e；Ⅳ級天平：20e
(４)影響天平誤差值的“拐點”所對應(yīng)的那些載荷，
比如Ｉ級天平：50000e、200000e；Ⅱ級天平：5000e、20000e；Ⅲ級天平：500e、2000e等。
誤差計算分兩種情況：
(１)e≠d時，示值誤差計算公式應(yīng)為E＝I－L(E：天平示值誤差，I：天平指示值，L天平稱盤上所加載荷)；
(２)當e=d時，示值誤差計算公式應(yīng)為E＝I－L＋(1?2)ｄ－△Ｌ(ｄ：電子天平實際標尺分度值，△L：在天平稱盤上為示值湊整而添加的載荷)。
不論哪種情況，要求所得各載荷點的誤差均小于規(guī)程中所規(guī)定的允許誤差。
3.電子天平重復性檢定
電子天平重復性檢定應(yīng)在空載和加載狀態(tài)下進行，加載的載荷有兩種：一種是全載，一種是半載。要求檢定中分別對加載和空載的平衡位置進行讀數(shù)并記錄，同時注意每加一次載荷均應(yīng)返零一次。要求對同一載荷多次衡量結(jié)果之間的差值，不得超過天平在該載荷時的最大允許誤差的絕對值。
4.電子天平偏載檢定
對于標準天平，試驗載荷等于天平的最大稱量，其四角誤差等于最大示值減最小示值。對于工作用天平，試驗載荷等于天平最大載荷的三分之一，其四角誤差等于各點的示值與中心點的示值之差中的最大者。
5.電子天平配衡功能的檢查
對于新購置的電子天平應(yīng)檢查其配衡功能，一般選取兩個載荷點，即：(1?3)Max，(2?2)Max。在相同載荷下所得兩結(jié)果之間的差值，不得超過該載荷時的最大允許誤差的絕對值。
檢定結(jié)果的影響因素及消除
1.環(huán)境條件的影響及消減
(1)溫度的影響及消減方法
檢定間溫度過高或過低及檢定期間溫差大，會導致電子天平示值產(chǎn)生較大的漂移。因此，檢定間應(yīng)配備空調(diào)，檢定前嚴格按照JJG1036-2008《電子天平檢定規(guī)程》的要求將室內(nèi)溫度控制在(-10～+40)℃之間(天平說明書中無嚴格要求時)。開始檢定時切記關(guān)閉門窗，室內(nèi)檢定人員不要超過兩人，且室內(nèi)要配備經(jīng)周檢合格的溫度計時刻監(jiān)控溫度變化，確保檢定期間溫差變化滿足天平檢定條件要求:特種準確度級得不大于1℃，對于高準確度級、中準確度級、普通準確度級的不大于5℃。
(2)濕度的影響及消減方法
檢定間濕度過高容易造成天平某些零件銹蝕，濕度過低會在稱量時產(chǎn)生靜電從而導致檢定示值產(chǎn)生漂移。因此，檢定中應(yīng)嚴格按照JJG1036-2008的要求將濕度控制在:特種準確度級的相對濕度不大于80%，對于高準確度級、中準確度級、普通準確度級的相對濕度不大于85%。為達到上述要求，可在室內(nèi)配備加濕器、放一盆水、濕毛巾等，同時配備經(jīng)周檢合格的濕度計加以監(jiān)控即可。
(3)氣流、電磁干擾等的影響及消減方法
檢定間的氣流、電磁干擾源及振動源等會造成天平稱量示值不穩(wěn)定，干擾正常讀數(shù)，造成檢定誤差。為此檢定時要確保室內(nèi)無氣流，關(guān)閉空調(diào)、排風扇等，遠離電磁干擾源及振動源，嚴禁在檢定平臺上記錄檢定數(shù)據(jù)等。
2.水平狀態(tài)的影響及消減方法
檢定中必須保證電子天平處于水平狀態(tài)，否則電磁力會為糾正失衡狀態(tài)發(fā)生值的改變，從而引起測量誤差。為此JJG1036-2008規(guī)定電子天平檢定時要將天平放置在一平整、穩(wěn)固的平臺上，并且調(diào)整到水平位置。大多數(shù)天平左上角有一個水平圈，其內(nèi)有水平泡，當水平泡沒有處于水平圈中間時，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)平底座使水平泡回到中間，即可使天平處于水平位置。對于因條件限制無法調(diào)至水平狀態(tài)的，可選用質(zhì)地硬的塑料薄片或鐵片墊入天平偏低的底座下。
3.預(yù)熱時間的影響及消減方法
天平在預(yù)熱階段，其內(nèi)部元件溫度不斷升高，磁通量會逐漸下降，電流也會減小，這就導致電磁力變小從而引起測量示值呈漂移狀態(tài)。不同型號的天平預(yù)熱時間往往不同，具體要求一般在天平說明書中有詳細規(guī)定，這就要求檢定人員應(yīng)嚴格按照說明書中規(guī)定的時間進行預(yù)熱，對于準確度等級高的電子天平必要時可延長預(yù)熱時間，這里需要強調(diào)的是預(yù)熱時間只能延長不能縮短。而實際檢定中許多檢定員為節(jié)省時間，根本不對天平進行預(yù)熱，采用的都是即開即檢，這也是導致檢定數(shù)據(jù)不準的主要原因。
4.自校程序的影響及消減方法
JJG1036-2008規(guī)定檢定前需對天平進行校準，檢定人員往往在天平開啟后看到指示裝置示值為零，就習慣上認為天平稱量數(shù)據(jù)的準確度符合測試標準，于是自作主張將天平自校程序省略。這里要強調(diào)的是天平開機后顯示零點只能說明天平零位穩(wěn)定性合格，不能說明天平稱量的數(shù)據(jù)準確度符合測試技術(shù)標準。應(yīng)嚴格按照JJG1036-2008的要求進行自校，自校方法分為內(nèi)校和外校。操作者可根據(jù)天平性能特點自行選擇自校方法。
5.標準砝碼選擇的影響及消減方法
檢定過程中，若誤選了一組準確度等級不高或穩(wěn)定性差的砝碼作為標準砝碼來檢定電子天平，那么測得數(shù)據(jù)的可靠性不能得到保證，也就不能對天平計量性能指標作出全面正確的評價。因此務(wù)必把好標準砝碼的選擇關(guān)，要嚴格按照JJG1036-2008和JJG99-2006《砝碼檢定規(guī)程》的要求:
選擇的標準砝碼的擴展不確定度(k=2)要小于或等于被檢天平在該載荷下最大允許誤差的絕對值的1/3；砝碼的重復性和穩(wěn)定性要達標，即在規(guī)定的準確度范圍內(nèi)，任何一個質(zhì)量標稱值為m0的單個砝碼，其相鄰兩個周期的檢定結(jié)果之差不得超過該砝碼最大允許誤差的1/3。
文章來源于實驗室經(jīng)理人，轉(zhuǎn)載只為分享知識，如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除。
隨著實驗室應(yīng)用的越來越普遍，其測量的準確性、可靠性也就愈為重要，對電子天平計量檢定的描述比較籠統(tǒng)，可操作性欠佳，使得實驗人員對電子天平計量檢定工作在對規(guī)程的理解上并不十分透徹。尤其在評判一個電子天平的“合格與否”所掌握的尺度上不盡相同，使得儀器測量的準確性、參數(shù)的可靠性不能得到保證。為使電子天平在實際應(yīng)用中的質(zhì)量得到有效控制。那么電子天平檢定規(guī)程又是怎樣的？
進行分級和判定其各項允差
目前生產(chǎn)電子天平的廠家在產(chǎn)品說明中未能詳細的標識其性能指標，或者是標識不規(guī)范、不統(tǒng)一，有的給出級別，有的不給出級別。比如有的電子天平明確了實際標尺分度值d，而未標明它的檢定分度值e，這對于使用者來說會誤以為d=e，認為電子天平能分辨出最小的值就是它本身能夠稱量的準確數(shù)值。而對于計量檢定人員來講，確定電子天平的檢定標尺分度值e非常關(guān)鍵，因為e是用來評定其準確度級別以及最大允許誤差的依據(jù)：
在計量檢定中若各項參數(shù)指標的最大示值誤差均不大于1d，我們確定e=d；
如果各項參數(shù)指標最大示值誤差均小于10ｄ，我們確定e=10ｄ。
有時還需根據(jù)具體情況而定，比如當d:0.2ｍｇ時，e=5d；d:0.5mg時，e=2d。
總之，在對檢定標尺分度值的劃分上應(yīng)按照以下形式：1×10k或2×10k或5×10k?k為正整數(shù)、負整數(shù)或零)。
我們把除了e=d以外的情況都歸為≠ｄ，其中以e=10d最為常見。以下是根據(jù)檢定分度值e來對電子天平進行等級劃分及其最大允許誤差的歸納總結(jié)。
計量性能檢定的主要內(nèi)容
在日常的周期檢定和常規(guī)的產(chǎn)品質(zhì)量檢查中，一般需要檢定以下幾項內(nèi)容：天平靈敏度、鑒別力的檢定；天平各載荷點的最大允許誤差(稱量線性誤差)的檢定；天平重復性的檢定；天平的偏載或四角誤差的檢定；天平配衡功能的檢定。
1.電子天平靈敏度、鑒別力的檢定
電子天平的靈敏度一般指分度靈敏度，其在數(shù)值上應(yīng)正好等于該天平相應(yīng)載荷的檢定分度值。對具有數(shù)字指示和自動或半自動校準裝置的電子天平，可以免檢該天平的靈敏度。當電子天平檢定分度值e≥1mg時，可以測定其鑒別力，方法如下：在空載或加載時處于平衡狀態(tài)的電子天平上，把相當于數(shù)字標尺分度值1.4倍的一個外加載荷(1.4ｄ)，輕緩地加放在天平稱盤上時(或從其上取下)，原來的天平示值必須有所變化。
2.各載荷點的最大允許誤差的檢定
首先開機預(yù)熱，然后按照說明書的操作程序?qū)﹄娮犹炱竭M行校準(這一步很關(guān)鍵)，校準完畢，顯示零位。從零載荷開始，逐漸單調(diào)往上加載，直至加到天平的最大稱量值時，然后再逐漸單調(diào)卸載，直至零載荷為止。在檢定過程中，由檢定操作人員視天平具體情況選取載荷點(這在檢定規(guī)程中未明確給出)，但以下幾個載荷點應(yīng)必須進行檢定：
(１)空載。
(２)全載。
(３)最小稱量Min。
Ｉ級天平：100e；Ⅱ級天平：50e；Ⅲ級天平：20e；Ⅳ級天平：20e
(４)影響天平誤差值的“拐點”所對應(yīng)的那些載荷，
比如Ｉ級天平：50000e、200000e；Ⅱ級天平：5000e、20000e；Ⅲ級天平：500e、2000e等。
誤差計算分兩種情況：
(１)e≠d時，示值誤差計算公式應(yīng)為E＝I－L(E：天平示值誤差，I：天平指示值，L天平稱盤上所加載荷)；
(２)當e=d時，示值誤差計算公式應(yīng)為E＝I－L＋(1?2)ｄ－△Ｌ(ｄ：電子天平實際標尺分度值，△L：在天平稱盤上為示值湊整而添加的載荷)。
不論哪種情況，要求所得各載荷點的誤差均小于規(guī)程中所規(guī)定的允許誤差。
3.電子天平重復性檢定
電子天平重復性檢定應(yīng)在空載和加載狀態(tài)下進行，加載的載荷有兩種：一種是全載，一種是半載。要求檢定中分別對加載和空載的平衡位置進行讀數(shù)并記錄，同時注意每加一次載荷均應(yīng)返零一次。要求對同一載荷多次衡量結(jié)果之間的差值，不得超過天平在該載荷時的最大允許誤差的絕對值。
4.電子天平偏載檢定
對于標準天平，試驗載荷等于天平的最大稱量，其四角誤差等于最大示值減最小示值。對于工作用天平，試驗載荷等于天平最大載荷的三分之一，其四角誤差等于各點的示值與中心點的示值之差中的最大者。
5.電子天平配衡功能的檢查
對于新購置的電子天平應(yīng)檢查其配衡功能，一般選取兩個載荷點，即：(1?3)Max，(2?2)Max。在相同載荷下所得兩結(jié)果之間的差值，不得超過該載荷時的最大允許誤差的絕對值。
檢定結(jié)果的影響因素及消除
1.環(huán)境條件的影響及消減
(1)溫度的影響及消減方法
檢定間溫度過高或過低及檢定期間溫差大，會導致電子天平示值產(chǎn)生較大的漂移。因此，檢定間應(yīng)配備空調(diào)，檢定前嚴格按照JJG1036-2008《電子天平檢定規(guī)程》的要求將室內(nèi)溫度控制在(-10～+40)℃之間(天平說明書中無嚴格要求時)。開始檢定時切記關(guān)閉門窗，室內(nèi)檢定人員不要超過兩人，且室內(nèi)要配備經(jīng)周檢合格的溫度計時刻監(jiān)控溫度變化，確保檢定期間溫差變化滿足天平檢定條件要求:特種準確度級得不大于1℃，對于高準確度級、中準確度級、普通準確度級的不大于5℃。
(2)濕度的影響及消減方法
檢定間濕度過高容易造成天平某些零件銹蝕，濕度過低會在稱量時產(chǎn)生靜電從而導致檢定示值產(chǎn)生漂移。因此，檢定中應(yīng)嚴格按照JJG1036-2008的要求將濕度控制在:特種準確度級的相對濕度不大于80%，對于高準確度級、中準確度級、普通準確度級的相對濕度不大于85%。為達到上述要求，可在室內(nèi)配備加濕器、放一盆水、濕毛巾等，同時配備經(jīng)周檢合格的濕度計加以監(jiān)控即可。
(3)氣流、電磁干擾等的影響及消減方法
檢定間的氣流、電磁干擾源及振動源等會造成天平稱量示值不穩(wěn)定，干擾正常讀數(shù)，造成檢定誤差。為此檢定時要確保室內(nèi)無氣流，關(guān)閉空調(diào)、排風扇等，遠離電磁干擾源及振動源，嚴禁在檢定平臺上記錄檢定數(shù)據(jù)等。
2.水平狀態(tài)的影響及消減方法
檢定中必須保證電子天平處于水平狀態(tài)，否則電磁力會為糾正失衡狀態(tài)發(fā)生值的改變，從而引起測量誤差。為此JJG1036-2008規(guī)定電子天平檢定時要將天平放置在一平整、穩(wěn)固的平臺上，并且調(diào)整到水平位置。大多數(shù)天平左上角有一個水平圈，其內(nèi)有水平泡，當水平泡沒有處于水平圈中間時，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)平底座使水平泡回到中間，即可使天平處于水平位置。對于因條件限制無法調(diào)至水平狀態(tài)的，可選用質(zhì)地硬的塑料薄片或鐵片墊入天平偏低的底座下。
3.預(yù)熱時間的影響及消減方法
天平在預(yù)熱階段，其內(nèi)部元件溫度不斷升高，磁通量會逐漸下降，電流也會減小，這就導致電磁力變小從而引起測量示值呈漂移狀態(tài)。不同型號的天平預(yù)熱時間往往不同，具體要求一般在天平說明書中有詳細規(guī)定，這就要求檢定人員應(yīng)嚴格按照說明書中規(guī)定的時間進行預(yù)熱，對于準確度等級高的電子天平必要時可延長預(yù)熱時間，這里需要強調(diào)的是預(yù)熱時間只能延長不能縮短。而實際檢定中許多檢定員為節(jié)省時間，根本不對天平進行預(yù)熱，采用的都是即開即檢，這也是導致檢定數(shù)據(jù)不準的主要原因。
4.自校程序的影響及消減方法
JJG1036-2008規(guī)定檢定前需對天平進行校準，檢定人員往往在天平開啟后看到指示裝置示值為零，就習慣上認為天平稱量數(shù)據(jù)的準確度符合測試標準，于是自作主張將天平自校程序省略。這里要強調(diào)的是天平開機后顯示零點只能說明天平零位穩(wěn)定性合格，不能說明天平稱量的數(shù)據(jù)準確度符合測試技術(shù)標準。應(yīng)嚴格按照JJG1036-2008的要求進行自校，自校方法分為內(nèi)校和外校。操作者可根據(jù)天平性能特點自行選擇自校方法。
5.標準砝碼選擇的影響及消減方法
檢定過程中，若誤選了一組準確度等級不高或穩(wěn)定性差的砝碼作為標準砝碼來檢定電子天平，那么測得數(shù)據(jù)的可靠性不能得到保證，也就不能對天平計量性能指標作出全面正確的評價。因此務(wù)必把好標準砝碼的選擇關(guān)，要嚴格按照JJG1036-2008和JJG99-2006《砝碼檢定規(guī)程》的要求:
選擇的標準砝碼的擴展不確定度(k=2)要小于或等于被檢天平在該載荷下最大允許誤差的絕對值的1/3；砝碼的重復性和穩(wěn)定性要達標，即在規(guī)定的準確度范圍內(nèi)，任何一個質(zhì)量標稱值為m0的單個砝碼，其相鄰兩個周期的檢定結(jié)果之差不得超過該砝碼最大允許誤差的1/3。
文章來源于實驗室經(jīng)理人，轉(zhuǎn)載只為分享知識，如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除。
