姜斌

[關(guān)鍵詞]電子天平；定期檢測；示值誤差

目前電子天平使用種類繁多，電子天平定期檢測是質(zhì)量量值傳遞的重要環(huán)節(jié)，對實驗結(jié)果等有非常重要的意義。檢測人員應(yīng)注意天平檢定過程中的每一個細節(jié)，排除環(huán)境、儀器自身及人為的因素，才能正確評價天平的計量性能。

電子天平因其體積小、操作簡單、功能多、稱量速度快、精度高及操作方便，在日常生活中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。由于電子天平容易受到溫度、濕度及振動等環(huán)境因素的影響，可能會使天平的設(shè)計參數(shù)產(chǎn)生誤差，因此必須定期檢測其計量性能以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性。目前，檢定的主要技術(shù)依據(jù)為國家計量檢定規(guī)程JJG1036―2008電子天平檢定規(guī)程，但在實際工作中不同的檢定人員對規(guī)程的理解和操作均有差異，導(dǎo)致出現(xiàn)不同的檢測結(jié)果，因此還要加強電子天平的檢定檢測水平，才能保證量值傳遞的準(zhǔn)確和可靠性。

一、天平等級的確定

新規(guī)程按照檢定分度值e與檢定分度數(shù)n的關(guān)系，即e=Max/n，將天平劃分為了特種準(zhǔn)確度級、高準(zhǔn)確度級、中準(zhǔn)確度級以及普通準(zhǔn)確度級。取代了JJG98-1990《非自動天平》檢定規(guī)程中以是否直接用于傳遞砝碼質(zhì)量量值劃分的標(biāo)準(zhǔn)天平和工作用天平。在電子天平檢定規(guī)程中，天平準(zhǔn)確度級別的劃分決定著檢定環(huán)境條件的控制以及計量性能的判定，因此尤為重要。

但我們在日常的電子天平檢定工作中常常會遇到以下一些情況：標(biāo)牌中沒有給出準(zhǔn)確度等級，只給出實際分度值和檢定分度值及最大稱量；沒有給出天平檢定分度值和準(zhǔn)確度等級，只給出最大稱量和實際分度值；或經(jīng)檢定不符合其標(biāo)牌所示的準(zhǔn)確度等級。那么如何確定其準(zhǔn)確度等級呢？

檢定電子天平時確定其檢定分度值e是非常關(guān)鍵的一步，JJG1036-2008《電子天平》檢定規(guī)程中對檢定分度值的定義為：用于劃分天平級別與進行計量檢定的，以質(zhì)量單位表示的值。檢定分度值e是用來評定電子天平準(zhǔn)確度等級及最大允許誤差的依據(jù)。根據(jù)檢定分度值和最大秤量，我們可以確定該電子天平的檢定分度數(shù)，然后對照《電子天平》檢定規(guī)程中的相應(yīng)要求，就可以確定其準(zhǔn)確度等級。具有多個稱量范圍的電子天平，當(dāng)各稱量范圍滿足不同準(zhǔn)確度級別的要求時，則應(yīng)嚴(yán)格按照要求定級，并在檢定結(jié)論中標(biāo)示出其不同量程的稱量范圍及相應(yīng)的準(zhǔn)確度等級。在電子天平檢定過程中還常常會出現(xiàn)標(biāo)注準(zhǔn)確度等級與實際準(zhǔn)確度不相符的情況。因此我們在檢定中應(yīng)該以天平標(biāo)牌中所標(biāo)注的檢定分度值及準(zhǔn)確度等級為參考，嚴(yán)格按照《電子天平》檢定規(guī)程的要求對天平進行定級。

二、示值誤差中“空載”試驗點的確定

電子天平示值誤差的檢定，必須包括“空載”點，一直以來，大家都認(rèn)為該點的檢定即為“0”點。但是根據(jù)規(guī)程要求，示值誤差的測試時，載荷應(yīng)從零載荷開始，逐漸地往上加載，直至加到天平的最大秤量。再從規(guī)程中給出的電子天平檢定記錄格式中，對于示值誤差的檢定，我發(fā)現(xiàn)，如果檢定只是簡單地從“0”點開始檢定，就會出現(xiàn)與記錄中偏載誤差的檢定方法相矛盾的地方，無法形成一個遞加的檢定方式。因此，我通過查閱資料及向權(quán)威專家請教，證實：該點的取值應(yīng)該是零點及零點附近誤差（即與e有關(guān)），并非是“0”點。

三、電子天平示值誤差測量結(jié)果不確定度評定實例

以JJG1036-2008《電子天平檢定規(guī)程》為依據(jù)，用E2等級標(biāo)準(zhǔn)砝碼直接測量一臺最大稱量為200g，實際分度值d=0.1mg的電子天平為例。測量環(huán)境條件均符合規(guī)程要求。

1.數(shù)學(xué)模型式中：Δm-電子天平示值誤差；P-電子天平示值；m-標(biāo)準(zhǔn)砝碼值

2.各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評定

2.1輸入量m的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（m）的評定

輸入量m的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（m）采用B類方法評定。根據(jù)JJG99-2006《砝碼檢定規(guī)程》中規(guī)定E2等級200g～1mg砝碼的擴展不確定度U=（0.10～0.002）mg，包含因子k=2。

由于不同稱量點對應(yīng)于不同量程的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，則標(biāo)準(zhǔn)砝碼的標(biāo)準(zhǔn)不確定度也不同。我們以200g點為例，根據(jù)規(guī)程可得E2等級200g的擴展不確定度U=0.3mg，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

2.2輸入量P的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（P）的評定？

輸入量P的標(biāo)準(zhǔn)不確定度U（P）主要來源于天平的測量重復(fù)性和天平的分辨力。

（1）測量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（P1）的評定

用200g砝碼在重復(fù)性條件下對電子天平進行連續(xù)10次測量，得到測量列（g）：

（2）天平分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（P2）的評定

（3）輸入量P的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（P）的計算

已知P1和P2互相獨立，則：

3.合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴展不確定度的評定

3.1靈敏系數(shù)

數(shù)學(xué)模型：Δm=P-m

靈敏系數(shù)：

3.2各不確定度分量匯總及計算表

3.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算

3.4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的有效自由度veff

3.5擴展不確定度的評定

取置信概率p=95%，按有效自由度veff=∞，查t分布表得kp=t95（∞）=1.960，則擴展不確定度為：

U95=t95（∞）uc（Δm）=1.960×0.11mg=0.2mg

3.6測量不確定度報告

電子天平在最大稱量200g時示值誤差測量結(jié)果的擴展不確定度為：

U95=0.2mgveff=∞

凡符合上述條件的測量結(jié)果，一般可參照使用本不確定度的評定方法。本測量不確定度結(jié)果，對日常檢定工作具有積極的指導(dǎo)意義。

（編輯/丹桔）