電子天平的計量檢定

利用電磁力平衡重力原理制成的天平稱之為電子天平。隨著實驗室應用的越來越普遍，其測量的準確性、可靠性也就愈為重要。早在1991年國家頒布實施的《JJG98－90非自動天平計量檢定規程》（試行）中，對電子天平計量檢定的描述比較籠統，可操作性欠佳，這樣使得從事電子天平計量檢定工作的人員，在對規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、參數的可靠性不能得到保證。為使電子天平在實際應用中的質量得到有效控制，本文就電子天平的計量檢定以及應注意的問題與大家共同探討。如何對電子天平進行分級和判定其各項允差：2013年以前生產電子天平的廠家比較多，有個別廠家在產品說明中未能詳細的標識其性能指標，或者是標識不規范、不統一，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：在計量檢定中若各項參數指標的最大示值誤差均不大于1d，我們確定e=d；如果各項參數指標最大示值誤差均小于10d，我們確定e=l0d。有時還需根據具體情況而定，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按照以下形式：1×10k或2×10k或5×10k，k為正整數、負整數或零）。我們把除了e=d以外的情況都歸為≠d，其中以e=l0d最為常見。以下是根據檢定分度值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。2電子天平計量性能檢定的主要內容在日常的周期檢定和常規的產品質量檢查中，一般需要檢定以下幾項內容：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。2．1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，其在數值上應正好等于該天平相應載荷的檢定分度值。對具有數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≥lmg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的電子天平上，把相當于數字標尺分度值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。電子天平各載荷點的最大允許誤差的檢定：首先開機預熱，然后按照說明書的操作程序對電子天平進行校準（這一步很關鍵），校準完畢，顯示零位。從零載荷開始，逐漸單調往上加載，直至加到天平的最大稱量值時，然后再逐漸單調卸載，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（這在檢定規程中未明確給出），但以下幾個載荷點應必須進行檢定：⑴空載。⑵全載。⑶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）。⑷影響天平誤差值的“拐點”所對應的那些載荷，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：⑴e≠d時，示值誤差計算公式應為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）；⑵當e=d時，示值誤差計算公式應為E=I－L+（1?2）d－△L（d：電子天平實際標尺分度值，AL：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程中所規定的允許誤差。電子天平重復性檢定：電子天平重復性檢定應在空載和加載狀態下進行，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并記錄，同時注意每加一次載荷均應返零一次。要求對同一載荷多次衡量結果之間的差值，不得超過天平在該載荷時的最大允許誤差的絕對值。電子天平偏載檢定（四角誤差檢定）：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。電子天平配衡功能的檢查：對于新購置的電子天平應檢查其配衡功能，一般選取兩個載荷點，即：（1?3）Max，（2?3）Max。在相同載荷下所得兩結果之間的差值，不得超過該載荷時的最大允許誤差的絕對值。電子天平在檢定中需要注意的問題：如何選取標準砝碼？選取的標準砝碼可以是級砝碼，也可以是等砝碼，但它的誤差（對于級砝碼為質量允差，對于等砝碼為檢定精度）不得大于被檢天平在該載荷下的最大允許誤差的1?3。其次，標準砝碼的量程能夠覆蓋到電子天平的最大稱量范圍。電子天平的免檢問題：⑴當d≤1mg的電子天平，可以免檢該天平的鑒別力；⑵當e≠d的電子天平，可免檢該天平的鑒別力；⑶對于具有數字指示和自動或半自動校準裝置的天平，可以免檢該天平的靈敏度。出具檢定證書應規范化：電子天平檢定完畢后，應根據實際檢定結果出具檢定證書或檢定結果通知書。筆者認為出具證書是一項非常嚴肅且應負法律責任的事情，首先格式要規范，內容須涵蓋《GJB2725－96》中“4．1”要素的全部信息?校準（檢定）或測試的結果應準確、客觀。