【摘要】電子天平是應(yīng)用電磁力平衡重力原理制成的天平。伴隨著電子天平在日常生活、生產(chǎn)、科研中的廣泛運(yùn)用，其測量精準(zhǔn)度、可靠性變得越來越重要。電子天平的計(jì)量檢定工作是一項(xiàng)既復(fù)雜又細(xì)致的工作。本文闡述了電子天平在計(jì)量檢定過程中的具體內(nèi)容，分析計(jì)量檢定工作所存在的問題，總結(jié)了做好電子天平計(jì)量檢定工作的具體策略。

【關(guān)鍵詞】電子天平；計(jì)量檢定；研究策略

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.03.061

How to do the Good Job in the Measurement and Calibration of Electronic Scales

ZHANG Ping

（Beiliu Metrology Verification and Testing Institute， Beiliu 537400， China）

Abstract： An electronic balance is a balance made using the principle of electromagnetic force balancing gravity. With the widespread use of electronic balances in daily life， production， and scientific research， their measurement accuracy and reliability have become increasingly important. The metrological verification of electronic balances is a complex and meticulous task. This article describes the specific content of the metrological verification process for electronic balances， analyzes the problems existing in the metrological verification work， and summarizes specific strategies for doing a good job in the metrological verification of electronic balances.

Keywords： electronic balance； metrological verification； research strategy

0引言

電子天平是一種常用的稱量儀器。它利用電子傳感器和電子信號處理器來測量和顯示物體的質(zhì)量。伴隨著科技水平的提升，人們對電子天平精度的要求也越來越高。由于電子天平內(nèi)部有許多精密性電子器件，所以應(yīng)采用科學(xué)的方式對電子天平進(jìn)行檢定、校正，以降低應(yīng)用誤差。

1做好電子天平計(jì)量檢定工作的意義

當(dāng)前，電子天平被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)、科研院所中，因而做好電子天平的計(jì)量檢定工作具有重要意義。

1.1提升工作效率

做好電子天平的計(jì)量檢定工作可以提升電子天平的準(zhǔn)確度，保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提升工作效率。

1.2提升應(yīng)用企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益

做好電子天平的計(jì)量檢定工作能夠有效降低電子天平在應(yīng)用過程中產(chǎn)生的誤差，從而提升企業(yè)在使用過程中的精確度和可靠性，降低應(yīng)用誤差對企業(yè)帶來的負(fù)面影響，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，在一定程度上提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3保障科研水平

科研領(lǐng)域需要更精確的數(shù)據(jù)來保障日常工作的順利實(shí)施。做好電子天平的計(jì)量檢定工作能進(jìn)一步確保不同類型基礎(chǔ)材料的測定更為準(zhǔn)確，促進(jìn)技術(shù)水平的提高。

2電子天平計(jì)量檢定工作的具體內(nèi)容

2.1電子天平外觀檢查

對電子天平進(jìn)行外觀檢查時，首先確認(rèn)電子天平必須具備下列標(biāo)記：制造廠名稱或商標(biāo)、產(chǎn)品名稱、準(zhǔn)確度級別、型式批準(zhǔn)標(biāo)記、制造計(jì)量器具許可證標(biāo)記、最大秤量、最小秤量、實(shí)際分度值、檢定分度值、出廠編號、出廠日期等。其次，要確保電子天平顯示屏亮度均勻，不存在影響讀數(shù)的問題。對于配備水平儀的電子天平，要檢查其氣泡是否調(diào)整至中心位置。最后，檢查電子天平外框是否嚴(yán)密，并記錄相關(guān)檢定信息。

2.2電子天平最大允許誤差的檢定

電子天平最大允許誤差可有效判定電子天平的實(shí)際示值誤差是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。電子天平最大允許誤差與天平的秤量，以及準(zhǔn)確度等級存在密切關(guān)聯(lián)。電子天平最大允許誤差檢定時應(yīng)注意以下三點(diǎn)。

1）將電子天平開機(jī)預(yù)熱，按照說明書相關(guān)要求開展校準(zhǔn)工作，使電子天平示數(shù)對準(zhǔn)零位，從電子天平承載量0開始，一直承載到天平的最大承受重量。

2）逐步減少承載重量，直到承載量為0，其最終的示值誤差通過公式E = I - I0進(jìn)行判定，其中E表示示值誤差，I0表示標(biāo)準(zhǔn)砝碼的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)稱量值，I表示電子天平的指示值。在對電子天平最大允許誤差進(jìn)行檢定時，需嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)則并結(jié)合實(shí)際情況選取檢定點(diǎn)，其中最小秤量數(shù)值、空載數(shù)值以及全載數(shù)值所對應(yīng)的載荷量是必須進(jìn)行檢定的內(nèi)容。

3）在電子天平最大允許誤差的檢定過程中，一旦任意載荷點(diǎn)的數(shù)值大于最大允許誤差參數(shù)，則表明該天平不合格。

2.3電子天平重復(fù)性誤差的檢定

重復(fù)性指在相同測量條件下，對同一載荷進(jìn)行多次稱量時，稱量結(jié)果之間的差值。它反映了電子天平能否提供一致讀數(shù)的能力。重復(fù)性檢定分別在空載和加載狀態(tài)下進(jìn)行，測試次數(shù)應(yīng)與電子天平的準(zhǔn)確度級別相匹配。檢定過程和數(shù)據(jù)處理方法遵循非自動天平檢驗(yàn)規(guī)范，對于e≥5d的電子天平，可省略使用附加小砝碼尋求數(shù)字轉(zhuǎn)換點(diǎn)并進(jìn)行湊整計(jì)算的步驟，直接以天平示值減去砝碼質(zhì)量值計(jì)算重復(fù)性誤差。重復(fù)性誤差可采用極差法或標(biāo)準(zhǔn)偏差法進(jìn)行評定，通常使用極差法。

3電子天平計(jì)量檢定工作中所存在的問題

3.1環(huán)境因素

電子天平對環(huán)境有較高的要求，電子天平的計(jì)量檢定工作極易受到環(huán)境因素的影響。

1）檢定時溫度過低或過高，以及檢定期間溫度差異較大，都會造成電子天平的示值出現(xiàn)偏移。

2）檢定間濕度過高易造成電子天平的某些內(nèi)部零部件發(fā)生銹蝕現(xiàn)象；當(dāng)濕度過低時則會在稱量過程中出現(xiàn)靜電，從而造成檢定示值出現(xiàn)漂移。

3）檢定間的電磁干擾源、氣流以及振動等皆會造成天平的稱量示值不穩(wěn)定，對正常讀數(shù)產(chǎn)生干擾，從而出現(xiàn)檢定誤差。

3.2人為因素

在電子天平計(jì)量檢定工作過程中，人為誤差是影響計(jì)量檢定的重要因素之一。一方面，部分檢定人員的技術(shù)能力不足，導(dǎo)致無法保證檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性及有效性。另一方面，部分檢定人員在進(jìn)行電子天平儀器檢定時，往往由于個人疏忽而導(dǎo)致誤差，如負(fù)責(zé)讀取電子天平示數(shù)的人員會因視角不同而產(chǎn)生讀數(shù)差異。因此，提高電子天平計(jì)量檢定工作人員的技術(shù)水平和責(zé)任心至關(guān)重要。

3.3裝置誤差

裝置誤差主要指電子天平在實(shí)際測量過程中因工具自身存在問題而出現(xiàn)的誤差。例如，在使用過程中未使用標(biāo)準(zhǔn)量值模式，將對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。另外，電子天平內(nèi)部的磁體等電子元件因長時間使用而失效，也會導(dǎo)致電子天平的實(shí)際測量結(jié)果出現(xiàn)偏差。

3.4方法誤差

在電子天平應(yīng)用過程中，檢定人員運(yùn)用的檢定方法會直接影響到電子天平的計(jì)量檢定結(jié)果。

1）首次檢定電子天平時，檢定人員未進(jìn)行提前預(yù)熱，未對電子天平的示值進(jìn)行穩(wěn)定，造成磁鋼與磁通量之間無法實(shí)現(xiàn)熱平衡，從而導(dǎo)致電子天平出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象。

2）檢定人員未有效把控預(yù)熱時間，并未按照不同規(guī)格電子天平所對應(yīng)的相關(guān)要求掌握預(yù)熱時間。

3）檢定人員在應(yīng)用電子天平前未進(jìn)行數(shù)據(jù)校準(zhǔn)，使得實(shí)際應(yīng)用過程中產(chǎn)生誤差，最終對電子天平應(yīng)用效果產(chǎn)生影響。

4做好電子天平計(jì)量檢定工作的具體策略

4.1重視對計(jì)量檢定環(huán)境的管理

電子天平是利用現(xiàn)代高科技研發(fā)的精密儀器，為做好電子天平的計(jì)量檢定工作，首先應(yīng)對計(jì)量檢定環(huán)境進(jìn)行管理。例如，電子天平的計(jì)量檢定工作應(yīng)在相對干燥的環(huán)境中進(jìn)行，定期對相關(guān)設(shè)施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，通過定期更換干燥劑來保障各項(xiàng)設(shè)備得以穩(wěn)定運(yùn)行。與此同時，對不同設(shè)施定期開展檢查，并將檢查結(jié)果記錄在冊。除此之外，在電子天平的應(yīng)用過程中，還需制定環(huán)境管理辦法，對電子天平所處的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境開展管理，如控制實(shí)驗(yàn)室的氣壓穩(wěn)定，定期開展除塵工作，避免腐蝕性物品接觸到電子天平，進(jìn)而提升電子天平計(jì)量檢定工作效率。

另外，電子天平的檢定規(guī)程中明確要求，檢定的工作環(huán)境應(yīng)與實(shí)際測量相適應(yīng)。因此，須及時消除外界環(huán)境的影響。第一，加強(qiáng)對計(jì)量室的管理，做好計(jì)量室環(huán)境條件的監(jiān)控并如實(shí)記錄。第二，為電子天平配備穩(wěn)定的電壓電流，定期對電子天平實(shí)施維護(hù)除塵操作，使電子天平維持在最佳工作狀態(tài)中。第三，對電磁干擾、氣流濕度等環(huán)境影響因素進(jìn)行合理掌控，進(jìn)而提升電子天平的應(yīng)用壽命，使計(jì)量檢定工作得以順利開展。

4.2提升計(jì)量檢定人員的綜合素質(zhì)

做好電子天平計(jì)量檢定工作的關(guān)鍵在于提升計(jì)量檢定人員的綜合素質(zhì)。

1）計(jì)量檢定相關(guān)部門應(yīng)定期開展計(jì)量檢定人員的技能培訓(xùn)，使其掌握正確的計(jì)量檢定方法。

2）企業(yè)與檢測機(jī)構(gòu)的相關(guān)管理人員須注重提升計(jì)量檢定人員的業(yè)務(wù)能力和專業(yè)素質(zhì)，讓檢定人員能夠保持良好的工作態(tài)度，自覺遵守相關(guān)章程。

3）定期開展思想政治教育，提升計(jì)量檢定人員的責(zé)任感以及使命感，使其具備嚴(yán)謹(jǐn)性與科學(xué)性意識，提高檢定工作效率。

4.3提升電子天平管理水平

在電子天平應(yīng)用過程中，存在許多細(xì)節(jié)性操作流程，為進(jìn)一步提升電子天平測量精準(zhǔn)度，必須提升電子天平管理水平。

1）對電子天平及相關(guān)設(shè)備實(shí)施精準(zhǔn)管理，在測量過程中避免直接對設(shè)備進(jìn)行接觸，在使用時注意細(xì)節(jié)問題，保障設(shè)備無頭發(fā)、污漬等其他雜質(zhì)，消除因測量結(jié)果存在誤差而引發(fā)的問題。

2）定期更換檢定設(shè)備，做好設(shè)備的維護(hù)工作，為能夠及時發(fā)現(xiàn)操作過程中的問題奠定基礎(chǔ)。

3）在電子天平日常管理過程中應(yīng)用登記制度，對電子天平的應(yīng)用時間、應(yīng)用人員進(jìn)行及時記錄，提高電子天平計(jì)量檢定質(zhì)量。

4.4科學(xué)選擇標(biāo)準(zhǔn)砝碼

為充分提高電子天平計(jì)量檢定質(zhì)量，應(yīng)科學(xué)選擇標(biāo)準(zhǔn)砝碼，以提升檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性以及操作方法的科學(xué)性。例如，檢定人員提前確定標(biāo)準(zhǔn)砝碼是否滿足相關(guān)要求，在實(shí)際檢定過程中，檢定人員估算被檢定對象的重量，然后再選擇砝碼。在砝碼選擇過程中，可選擇級砝碼或等砝碼，其中要注意砝碼誤差須控制在最大允許誤差的1/3內(nèi)，以保障電子天平檢定的有效性。

4.5做好預(yù)壓工作

電子天平的預(yù)壓處理是電子天平計(jì)量檢定的關(guān)鍵步驟。電子天平預(yù)熱后應(yīng)進(jìn)行短暫的加載及卸載工作，以保障電子天平在正常的狀態(tài)下開展檢定，即按照電子天平所能稱量的最大數(shù)值將相應(yīng)砝碼放置于電子天平秤盤中，在連續(xù)重復(fù)10次以上操作后喚醒電子天平傳感器，最終保障電子天平計(jì)量檢定數(shù)據(jù)的科學(xué)準(zhǔn)確。

5結(jié)束語

總而言之，電子天平計(jì)量檢定的準(zhǔn)確性與可靠性受多方面因素影響。只有在電子天平計(jì)量檢定過程中重視流程，對影響工作質(zhì)量的因素進(jìn)行分析總結(jié)，提高計(jì)量檢定人員的綜合素質(zhì)，并結(jié)合檢定現(xiàn)場的實(shí)際情況，采取有針對性的措施，這樣才可有效消除檢定誤差，提升電子天平計(jì)量檢定工作的準(zhǔn)確性。

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【作者簡介】

張萍，女，1994年出生，學(xué)士，研究方向?yàn)橛?jì)量檢定。

（編輯：李加鵬）