電子天平的使用校驗及維護

摘要：電子天平具有操作簡便、稱量速度快、精確度高等優點，已廣泛應用于各個領域，如何正確的使用與維護電子天平也成為人們關注的焦點。本文簡要的介紹了電子天平的正確使用方法并介紹了如何維護和保養。

關鍵詞：電子天平 使用方法 校驗維護

天平是進行質量量值傳遞必備的計量器具，質量量值傳遞是否精準主要取決于天平的準確性和可靠性。電子天平雖然體積小，但功能齊全，而且顯示快速清晰，稱量精準，它由自動校準裝置、超載保護等裝置和自動檢測系統組成。目前，質量量值傳遞、科學檢測、產品化驗與分析等工作都離不開電子天平。用電磁力平衡稱量物體重力的天平是電子天平。根據稱量精度的不同，電子天平一般分為精密電子天平、分析天平、常量電子天平、半微量天平、微量天平、超微量電子天平。電子天平基于電磁平衡原理設計而成，它由一個磁鋼、一個連著秤盤的線圈、一個位移傳感器以及電流控制電路和放大器組成。

1 電子天平的選購

1.1 由于某些國家采用相對精度來衡量天平，因此在選擇電子天平時，要根據精度等級選擇絕對精度（分度值 e）符合稱量要求的電子天平。例如，選購精度為0.1mg 或0.01mg的天平時，說要精度是萬分之一或十萬分之一的天平是不正確的。再如，將質量為7mg的物體放在1臺檢定標尺分度值e是10mg、實際標尺分度值是1mg、最大稱量是200g的電子天平上進行稱量，得到的稱量數據必然與實際量值之間存在誤差。按照JJG98-90《非自動天平試行檢定規程》，最大允許誤差與檢定標尺分度值e認定為同一數量級，則這臺天平的最大允許誤差就是1e，因此，這臺天平不適宜稱量7mg的物體。即使選擇15mg的物體，也會因稱量結果存在較大的誤差而無法得出精準的結果，應改用更高級的天平。為方便用戶選擇，一些生產廠家在產品出廠時會規定出精度等級或最小稱量的范圍。

1.2 稱量范圍的要求。選擇電子天平時，除了要考慮精度等級，還要看其最大稱量范圍。最大稱量范圍并不是越大越好，一般情況下只要將常用載荷稍稍放寬一些即可。

2 電子天平的校準

任何電子天平若不經校準就直接稱量，最終的稱量結果不一定是準確的。使用前先按使用說明調整電子天平的稱量精度，用與準確度相對應的砝碼校準準確度不相同的天平。測試時，由于天平長時間未校準，第一次稱量的結果往往存在很大的誤差。因此，第一次稱量時，天平歸零只能說明其穩定性良好，稱量結果還是與實際精度存在一定差距。電子天平的校準步驟分為內校和外校。

2.1 內校步驟：①天平先預熱2h～3h。②將天平調整至天水平狀態。③稱盤上有稱量物品時天平顯示歸零。④按下CAL鍵，電子天平顯示器顯示“C”，即開始進行內部校準。⑤內校完畢后電子天平會顯示零位。如校準過程有誤，顯示器會顯示“Err”，顯示時間很短，操作員應將天平歸零重新內校。

2.2 電子天平的外校步驟：①天平至少預熱30min。②將天平調整至水平狀態。③沒有稱量物品時天平歸零。④按下CAL鍵開啟天平的校準功能。⑤天平的顯示器上顯示出重量值。⑥在天平稱盤上放上符合按精度等級選擇的標準砝碼。⑦若電子天平的顯示值不變說明外校完成，此時取出標準砝碼。⑧顯示器顯示零值，即可開始稱量。

校正時，電子天平顯示器如果短時間內閃過“Err”，說明校準過程有誤，操作員應將其歸零后重新校準。需要注意的是，用天平稱量物體時得出的是物體的質量，即質量m=ΦIL/g，而用電子天平稱量物體時稱量結果就是物體的重量，即mg=ΦIL。因此，用電子天平稱量樣品質量時，重力加速度和天平本身的精確度會影響稱量結果。設C=ΦL/g，則m=ΦIL/g可以轉換為m=CI。“C”與天平所處位置的線圈長度、重力加速度和磁通量有關，它的變化與天平所處的位置以及使用環境之間存在密切的聯系。假設在某處的天平充分預熱后，短時間內“C”為常數，用已知重量的標準砝碼校準后，等同于求得C值并進行存儲，稱量樣品時天平自動調用。為確保每次稱量的最終結果與實際量值之間的誤差最小，如果條件允許，可在每次稱量前校準一次。此外，無論天平的位置是否移動，也要定期校準天平的稱量精度。如果對精準度要求較高，可重復校準。

2.3 除以上兩個步驟外，有學者認為質量越大的物體（但不超出天平的承重能力）對天平的損害越大。這種觀點其實是沒有科學依據的。一般衡器最大安全載荷是在其承受范圍內、不會永久改變其計量性能。電子天平通過其內部的補償電路產生的電磁力來稱量物體，我們在稱量時，在施加給秤盤的荷載不要超過天平的承重范圍就不會損壞天平。稱量過程中，將物體放在秤盤上，與物體重力相同的電磁力會使秤盤回復至平衡狀態。只要物體的重量不超出天平的承重范圍，物體的重量幾乎不影響天平的稱量效果。此外，手的溫度可能會干擾稱量的精準度，稱量時應盡量避免人為因素的干擾。有的樣品具有吸濕性和揮發性，稱量時為防止其干擾稱量結果，應將其置于密閉容器中稱量，或縮短稱量時間。因此，要獲得準確的稱量數據，應當在適宜的環境下，采用正確的稱量方式稱量，并且要養成良好的操作習慣，注意保持電子天平水平。

3 電子天平的檢定

3.1 鑒別力的檢定：先在天平盤上放置相當于檢定載荷（可采用空載或全載）示值L的砝碼（其中包含10個d/10 的小砝碼），逐一取下小砝碼，當顯示值為L-d時放上一個小砝碼，然后在稱盤上放上m=1.4d的砝碼，顯示器所顯示的數值變為L+d。電子天平的鑒別力通常沒有問題，因此允許用m=1.4d的小砝碼試一下。根據操作規程，e>2d或d≤1mg的電子天平可免檢其鑒別力。

3.2 各載荷點最大允許誤差的檢定。電子天平的最大允許誤差即天平的線性誤差。天平的精準度和稱量過程會影響線性誤差值，目的是判定天平的示值誤差是否在規定范圍之內。檢定時，要根據規程要求選擇檢定點，并參照被檢電子天平的e、d之間的關系決定能否通過附加小砝碼尋求數字轉換點的方式來確定每個檢定點的實際模擬值，以確定其示值誤差。

3.3 天平重復性誤差的檢定與計算。重復性是檢測電子天平是否能提供同一結果的能力，即在同一外部環境中使用同一荷載，用電子天平稱量數次所得稱量結果之間的差值。在天平加載和空載的狀態下對其重復性進行測試，參照電子天平的準確度確定測定頻次，根據非自動天平檢驗流程進行檢定并處理相關數據。如果電子天平的分度值e大于等于5d，可通過天平示值與砝碼質量之間的差值直接計算出重復性誤差值，可省略用附加小砝碼尋求數字轉換點湊整進行計算的步驟。可通過標準偏差法、極差法來評定重復性誤差，其中極差法的應用較為普遍。

3.4 偏載檢驗（四角誤差檢驗）。所采用的檢驗荷載不同，進行偏載檢驗測得的數據也不盡相同。因此，究竟采用滿載還是1/3FS應根據使用要求而定。除此之外，非自動天平檢驗規定要求：最大值-最小值=標準天平四角誤差，而非標準天平則是每個點修正后的示值誤差中的最大值，但規程允許用各點示值與中心點的示值之差的最大值作為四角誤差來簡化檢定程序。現場操作時要結合實際情況靈活操作。

4 電子天平的維護

4.1 把天平放在平穩的工作臺上，防止其受陽光照射或在氣流的影響下振動，同時避免其受腐蝕性氣體的侵蝕。按使用說明的要求，精度高的電子天平的溫濕度波動的條件必須達到標準，才能確保稱量的精準度。

4.2 具有腐蝕性和揮發性的物體將置于密閉的容器中稱量，以防電子天平被腐蝕。

4.3 定期校準電子天平的稱量精度，確保稱量數據準確無誤。

4.4 禁止超載，所稱量物體的質量不得超出天平的最大稱量范圍。無論電子天平內是否設有保護裝置，超載都是不允許的。

4.5 天平擱置一段時間后，為防止電子元器件受潮，每過一段時間就要通電一次。需要移動電子天平時，先取下秤盤和托盤再移動。

4.6 嚴禁在稱量室內放置干燥劑。干燥劑具有吸水和放水功能，會加速室內氣流流動，使空氣浮力發生變化，影響稱量的準確度。

4.7 清潔時切忌用強溶劑擦洗，正確的做法是用軟布輕輕擦拭外殼和秤盤。

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