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关于电子天平计量检定的几个问题

[2012/4/18]

  利用电磁力平衡重力原理制成的天平称之为电子天平。随着实验室应用的越来越普遍,其测量的准确性、可靠性也就愈为重要。早在1991年国家颁布实施的《JJG98-90非自动天平计量检定规程》(试行)中,对电子天平计量检定的描述比较笼统,可操作性欠佳,这样使得从事电子天平计量检定工作的人员,在对规程的理解上并不十分透彻。尤其在评判一个电子天平的“合格与否”所掌握的尺度上不尽相同,使得仪器测量的准确性、参数的可靠性不能得到保证。为使电子天平在实际应用中的质量得到有效控制,本文就电子天平的计量检定以及应注意的问题与大家共同探讨。

  1如何对电子天平进行分级和判定其各项允差

  目前生产电子天平的厂家比较多,有个别厂家在产品说明中未能详细的标识其性能指标,或者是标识不规范、不统一,有的给出级别,有的不给出级别。比如有的电子天平明确了实际标尺分度值d,而未标明它的检定分度值e,这对于使用者来说会误以为d=e,认为电子天平能分辨出最小的值就是它本身能够称量的准确数值。而对于计量检定人员来讲,确定电子天平的检定标尺分度值e非常关键,因为e是用来评定其准确度级别以及最大允许误差的依据:在计量检定中若各项参数指标的最大示值误差均不大于1d,我们确定e=d;如果各项参数指标最大示值误差均小于10d,我们确定e=l0d。有时还需根据具体情况而定,比如当d:0.2mg时,e=5d;d:0.5mg时,e=2d。总之,在对检定标尺分度值的划分上应按照以下形式:l×l0k或2×10k或5×10kk为正整数、负整数或零)。我们把除了e=d以外的情况都归为≠d,其中以e=l0d最为常见。以下是根据检定分度值e来对电子天平进行等级划分及其最大允许误差的归纳总结。

  2电子天平计量性能检定的主要内容

  在日常的周期检定和常规的产品质量检查中,一般需要检定以下几项内容:天平灵敏度、鉴别力的检定;天平各载荷点的最大允许误差(称量线性误差)的检定;天平重复性的检定;天平的偏载或四角误差的检定;天平配衡功能的检定。

  表1天平等级划分及最大允许误差

  笔者认为对用于作为量值传递的标准电子天平来讲.判断其误差标准应按“首次检定”的误差标准来判定。

  2.1电子天平灵敏度、鉴别力的检定

  电子天平的灵敏度一般指分度灵敏度,其在数值上应正好等于该天平相应载荷的检定分度值。对具有数字指示和自动或半自动校准装置的电子天平,可以免检该天平的灵敏度。当电子天平检定分度值e≥lmg时,可以测定其鉴别力,方法如下:在空载或加载时处于平衡状态的电子天平上,把相当于数字标尺分度值1.4倍的一个外加载荷(1.4d),轻缓地加放在天平称盘上时

  (或从其上取下),原来的天平示值必须有所变化。

  2.2电子天平各载荷点的最大允许误差的检定

  首先开机预热,然后按照说明书的操作程序对电子天平进行校准(这一步很关键),校准完毕,显示零位。从零载荷开始,逐渐单调往上加载,直至加到天平的最大称量值时,然后再逐渐单调卸载,直至零载荷为止。在检定过程中,由检定操作人员视天平具体情况选取载荷点(这在检定规程中未明确给出),但以下几个载荷点应必须进行检定:(1)空载。(2)全载。(3)最小称量Min(I级天平:100e;Ⅱ级天平:50e;Ⅲ级天平:20e;Ⅳ级天平:20e)。(4)影响天平误差值的“拐点”所对应的那些载荷,比如I级天平:50000e、200000e;Ⅱ级天平:5000e、20000e;Ⅲ级天平:500e、2000e等。误差计算分两种情况:

  (1)e≠d时,示值误差计算公式应为E=I-L(E:天平示值误差,I:天平指示值,L天平称盘上所加载荷);

  (2)当e=d时,示值误差计算公式应为E=I-L+(12)d-△L(d:电子天平实际标尺分度值,AL:在天平称盘上为示值凑整而添加的载荷)。

  不论哪种情况,要求所得各载荷点的误差均小于规程中所规定的允许误差。

  2.3电子天平重复性检定

  电子天平重复性检定应在空载和加载状态下进行,加载的载荷有两种:一种是全载,一种是半载。要求检定中分别对加载和空载的平衡位置进行读数并记录,同时注意每加一次载荷均应返零一次。要求对同一载荷多次衡量结果之间的差值,不得超过天平在该载荷时的最大允许误差的绝对值。

  2.4电子天平偏载检定(四角误差检定)

  对于标准天平,试验载荷等于天平的最大称量,其四角误差等于最大示值减最小示值。对于工作用天平,试验载荷等于天平最大载荷的三分之一,其四角误差等于各点的示值与中心点的示值之差中的最大者。

  2.5电子天平配衡功能的检查

  对于新购置的电子天平应检查其配衡功能,一般选取两个载荷点,即:(13)Max,(23)Max。在相同载荷下所得两结果之间的差值,不得超过该载荷时的最大允许误差的绝对值。

  3电子天平在检定中需要注意的问题

  3.1如何选取标准砝码

  选取的标准砝码可以是级砝码,也可以是等砝码,但它的误差(对于级砝码为质量允差,对于等砝码为检定精度)不得大于被检天平在该载荷下的最大允许误差的13。其次,标准砝码的量程能够覆盖到电子天平的最大称量范围。

  3.2电子天平的免检问题

  (1)当d≤1mg的电子天平,可以免检该天平的鉴别力;

  (2)当e≠d的电子天平,可免检该天平的鉴别力;

  (3)对于具有数字指示和自动或半自动校准装置的天平,可以免检该天平的灵敏度。

  3.3出具检定证书应规范化

  电子天平检定完毕后,应根据实际检定结果出具检定证书或检定结果通知书。笔者认为出具证书是一项非常严肃且应负法律责任的事情,首先格式要规范,内容须涵盖《GJB2725-96》中“4.1”要素的全部信息校准(检定)或测试的结果应准确、客观。