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(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的越來越普遍，其測(cè)量的準(zhǔn)確性、可靠性也就愈為重要，對(duì)電子天平計(jì)量檢定的描述比較籠統(tǒng)，可操作性欠佳，使得實(shí)驗(yàn)人員對(duì)電子天平計(jì)量檢定工作在對(duì)規(guī)程的理解上并不十分透徹。尤其在評(píng)判一個(gè)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(cè)量的準(zhǔn)確性、參數(shù)的可靠性不能得到保證。為使電子天平在實(shí)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(jìn)行分級(jí)和判定其各項(xiàng)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(xì)的標(biāo)識(shí)其性能指標(biāo)，或者是標(biāo)識(shí)不規(guī)范、不統(tǒng)一，有的給出級(jí)別，有的不給出級(jí)別。比如有的電子天平明確了實(shí)際標(biāo)尺分度值d，而未標(biāo)明它的檢定分度值e，這對(duì)于使用者來說會(huì)誤以為d=e，認(rèn)為電子天平能分辨出最小的值就是它本身能夠稱量的準(zhǔn)確數(shù)值。而對(duì)于計(jì)量檢定人員來講，確定電子天平的檢定標(biāo)尺分度值e非常關(guān)鍵，因?yàn)閑是用來評(píng)定其準(zhǔn)確度級(jí)別以及最大允許誤差的依據(jù)：

在計(jì)量檢定中若各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)的最大示值誤差均不大于1d，我們確定e=d；

如果各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)最大示值誤差均小于10ｄ，我們確定e=10ｄ。

有時(shí)還需根據(jù)具體情況而定，比如當(dāng)d:0.2ｍｇ時(shí)，e=5d；d:0.5mg時(shí)，e=2d。

總之，在對(duì)檢定標(biāo)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(fù)整數(shù)或零)。

我們把除了e=d以外的情況都?xì)w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(duì)電子天平進(jìn)行等級(jí)劃分及其最大允許誤差的歸納總結(jié)。

計(jì)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(xiàng)內(nèi)容：天平靈敏度、鑒別力的檢定；天平各載荷點(diǎn)的最大允許誤差(稱量線性誤差)的檢定；天平重復(fù)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(duì)具有數(shù)字指示和自動(dòng)或半自動(dòng)校準(zhǔn)裝置的電子天平，可以免檢該天平的靈敏度。當(dāng)電子天平檢定分度值e≥1mg時(shí)，可以測(cè)定其鑒別力，方法如下：在空載或加載時(shí)處于平衡狀態(tài)的電子天平上，把相當(dāng)于數(shù)字標(biāo)尺分度值1.4倍的一個(gè)外加載荷(1.4ｄ)，輕緩地加放在天平稱盤上時(shí)(或從其上取下)，原來的天平示值必須有所變化。

2.各載荷點(diǎn)的最大允許誤差的檢定
首先開機(jī)預(yù)熱，然后按照說明書的操作程序?qū)﹄娮犹炱竭M(jìn)行校準(zhǔn)(這一步很關(guān)鍵)，校準(zhǔn)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(shí)，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(diǎn)(這在檢定規(guī)程中未明確給出)，但以下幾個(gè)載荷點(diǎn)應(yīng)必須進(jìn)行檢定：

(１)空載。

(２)全載。

(３)最小稱量Min。

Ｉ級(jí)天平：100e；Ⅱ級(jí)天平：50e；Ⅲ級(jí)天平：20e；Ⅳ級(jí)天平：20e

(４)影響天平誤差值的“拐點(diǎn)”所對(duì)應(yīng)的那些載荷，

比如Ｉ級(jí)天平：50000e、200000e；Ⅱ級(jí)天平：5000e、20000e；Ⅲ級(jí)天平：500e、2000e等。

誤差計(jì)算分兩種情況：

(１)e≠d時(shí)，示值誤差計(jì)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(dāng)e=d時(shí)，示值誤差計(jì)算公式應(yīng)為E＝I－L＋(1?2)ｄ－△Ｌ(ｄ：電子天平實(shí)際標(biāo)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(diǎn)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(fù)性檢定

電子天平重復(fù)性檢定應(yīng)在空載和加載狀態(tài)下進(jìn)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(duì)加載和空載的平衡位置進(jìn)行讀數(shù)并記錄，同時(shí)注意每加一次載荷均應(yīng)返零一次。要求對(duì)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(shí)的最大允許誤差的絕對(duì)值。

4.電子天平偏載檢定

對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)天平，試驗(yàn)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(duì)于工作用天平，試驗(yàn)載荷等于天平最大載荷的三分之一，其四角誤差等于各點(diǎn)的示值與中心點(diǎn)的示值之差中的最大者。

5.電子天平配衡功能的檢查

對(duì)于新購置的電子天平應(yīng)檢查其配衡功能，一般選取兩個(gè)載荷點(diǎn)，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(shí)的最大允許誤差的絕對(duì)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(huì)導(dǎo)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(yán)格按照J(rèn)JG1036-2008《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(yán)格要求時(shí))。開始檢定時(shí)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(jì)時(shí)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(zhǔn)確度級(jí)得不大于1℃，對(duì)于高準(zhǔn)確度級(jí)、中準(zhǔn)確度級(jí)、普通準(zhǔn)確度級(jí)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(huì)在稱量時(shí)產(chǎn)生靜電從而導(dǎo)致檢定示值產(chǎn)生漂移。因此，檢定中應(yīng)嚴(yán)格按照J(rèn)JG1036-2008的要求將濕度控制在:特種準(zhǔn)確度級(jí)的相對(duì)濕度不大于80%，對(duì)于高準(zhǔn)確度級(jí)、中準(zhǔn)確度級(jí)、普通準(zhǔn)確度級(jí)的相對(duì)濕度不大于85%。為達(dá)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(shí)配備經(jīng)周檢合格的濕度計(jì)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(dòng)源等會(huì)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(shí)要確保室內(nèi)無氣流，關(guān)閉空調(diào)、排風(fēng)扇等，遠(yuǎn)離電磁干擾源及振動(dòng)源，嚴(yán)禁在檢定平臺(tái)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(huì)為糾正失衡狀態(tài)發(fā)生值的改變，從而引起測(cè)量誤差。為此JJG1036-2008規(guī)定電子天平檢定時(shí)要將天平放置在一平整、穩(wěn)固的平臺(tái)上，并且調(diào)整到水平位置。大多數(shù)天平左上角有一個(gè)水平圈，其內(nèi)有水平泡，當(dāng)水平泡沒有處于水平圈中間時(shí)，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(duì)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(shí)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(huì)逐漸下降，電流也會(huì)減小，這就導(dǎo)致電磁力變小從而引起測(cè)量示值呈漂移狀態(tài)。不同型號(hào)的天平預(yù)熱時(shí)間往往不同，具體要求一般在天平說明書中有詳細(xì)規(guī)定，這就要求檢定人員應(yīng)嚴(yán)格按照說明書中規(guī)定的時(shí)間進(jìn)行預(yù)熱，對(duì)于準(zhǔn)確度等級(jí)高的電子天平必要時(shí)可延長預(yù)熱時(shí)間，這里需要強(qiáng)調(diào)的是預(yù)熱時(shí)間只能延長不能縮短。而實(shí)際檢定中許多檢定員為節(jié)省時(shí)間，根本不對(duì)天平進(jìn)行預(yù)熱，采用的都是即開即檢，這也是導(dǎo)致檢定數(shù)據(jù)不準(zhǔn)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(duì)天平進(jìn)行校準(zhǔn)，檢定人員往往在天平開啟后看到指示裝置示值為零，就習(xí)慣上認(rèn)為天平稱量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度符合測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，于是自作主張將天平自校程序省略。這里要強(qiáng)調(diào)的是天平開機(jī)后顯示零點(diǎn)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(zhǔn)確度符合測(cè)試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)嚴(yán)格按照J(rèn)JG1036-2008的要求進(jìn)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(diǎn)自行選擇自校方法。

5.標(biāo)準(zhǔn)砝碼選擇的影響及消減方法

檢定過程中，若誤選了一組準(zhǔn)確度等級(jí)不高或穩(wěn)定性差的砝碼作為標(biāo)準(zhǔn)砝碼來檢定電子天平，那么測(cè)得數(shù)據(jù)的可靠性不能得到保證，也就不能對(duì)天平計(jì)量性能指標(biāo)作出全面正確的評(píng)價(jià)。因此務(wù)必把好標(biāo)準(zhǔn)砝碼的選擇關(guān)，要嚴(yán)格按照J(rèn)JG1036-2008和JJG99-2006《砝碼檢定規(guī)程》的要求:

選擇的標(biāo)準(zhǔn)砝碼的擴(kuò)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(duì)值的1/3；砝碼的重復(fù)性和穩(wěn)定性要達(dá)標(biāo)，即在規(guī)定的準(zhǔn)確度范圍內(nèi)，任何一個(gè)質(zhì)量標(biāo)稱值為m0的單個(gè)砝碼，其相鄰兩個(gè)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。

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