簡析電子天平的檢定與校驗

邵敏

(焦作市質量技術監督檢驗測試中心，河南 焦作 454002)

從古代開始，人們就對測量儀器有所研究，并在不斷實踐中對側量儀器的精密度提出更高的要求。電子技術隨著時代的發展日新月異，電子天平的不斷發展和完善，逐步形成取代機械天平之勢。電子天平采用了現代傳感器技術、電子技術和微型計算機技術，具有操作簡便、稱量速度快、自動化程度高、智能化功能強度等機械天平無可比擬的優越性。目前電子天平按照其精度可分為超微量電子天平、微量天平、半微量天平、常量電子天平、分析天平、精密電子天平。電子天平普遍具有稱量準確可靠、顯示快速清晰、體積小、功能齊全、使用方便等優點。人們把用電磁力平衡被稱物體重力的天平稱之為電子天平。

由于電子天平內置了稱重傳感器等精密的電子部件，在使用一段時間后，可能會出現測量誤差較大等問題，因此，要對其進行定期檢定，以提高其精確度，延長其使用壽命。

1 電子天平的原理及性能要求

所謂電子天平，即是不需使用測量砝碼、使用了現代電子控制技術的天平。所有的天平都是用來稱量的，電子天平的出現主要是對稱量準確性的追求結果，其特點是稱量準確可靠、顯示快速清晰，并且具有自動檢測系統、簡便的自動校準裝置以及超載保護等裝置。電子天平主要組成部分有:電源、電磁力平衡式傳感器、光電傳感器、鍵盤和顯示器、控制電路。電子天平的基本工作原理是:天平空載時，電磁力平衡式傳感器處于平衡狀態;加載后，感應線圈的位置發生改變。光電傳感器中的光敏三極管所接收的光線強度的改變，其輸出電流也改變，該變化量經微處理后，控制電磁線圈的電流大小，使電磁力平衡式傳感器重新處于平衡狀態。同時，微處理器將電磁線圈的電流變化量轉變為數字信號，迅速在顯示屏上顯示出來。

2 電子天平的主要檢定和校驗內容

國家頒布實施的《JJG98-90非自動天平計量檢定規程》(試行)并沒有詳細描述電子天平計量檢定，以致在實踐中對電子天平計量檢定規程呈現多樣化，對電子天平的準確性、參數可靠性的概念模糊，如電子天平的合格標準不同。高精度的工具往往易受多重因素的影響，因此，電子天平日常周期的檢定必不可少，其檢定項目主要有9個。其中，量值傳遞的標準電子天平其誤差標準應按“首次檢定”的誤差標準來判定。

電子天平的檢定和校驗分為外校與內校兩種:

2.1 外校

電子天平是對物質的質量進行分析及精密測量的質量儀器。檢定前首先對電子天平進行目測檢查，其中包括:計量特征、標記、天平的使用條件的地點是否合適等。依據國家檢定規程，電子天平沒有標注檢定分度值e，外觀檢定第一步就不合格。電子天平的工作臺應當平穩和牢固，具有十分的剛度，同時具有一定的防震功效。電子天平存放的室內環境對于電子天平檢定結果的準確度有著重大的影響。送檢的電子天平，應當在指定的室內檢定環境中平穩存放至24小時以上，使電子天平內的機械結構趨于平穩，同時使電子天平的整機與檢定的室內環境的溫度和濕度相平衡，再進行檢定或校準工作。

2.2 內校

2.2.1 靈敏度與鑒別力

電子天平的靈敏度一般指分度靈敏度，其數值應等于該天平相應載荷的檢定分度值。如果是數字指示和自動或半自動校準裝置的電子天平，其靈敏度免檢;當電子天平檢定分度值e大于或等于1mg時，測定其鑒別力方法:在平衡狀態的電子天平上輕緩的放在或取下相當于數字標尺分度值1.4倍的一個外加載荷，查看原來的天平示值是否有所變化。

2.2.2 最大允值誤差

開機預熱后，按照產品操作程序進行校準，使其歸零。然后單調渦街流量值從零荷載——最大稱量值——零荷載。在此過程中，操作人必須對、空載、全載、最小稱量等進行檢定，還有影響天平誤差的“點”所對應的載荷。

2.2.3 重復不變性

此類檢定一般在空載和加載兩種狀態下執行，其中加載分為全載和半載兩種。對加載和空載的平衡位置進行記錄，在此過程中，應注意加載一次后需返零。對同一載荷的多次測量數據之間的差值應不超過該天平在此載荷的最大允值。

2.2.4 偏載檢驗

又叫四角誤差檢驗。進行此項檢驗，應注意根據使用要求來確定是用滿載還是1/3FS作為檢驗載荷，因為不同的檢驗載荷最終檢驗結果是不同的。同時非自動天平檢驗規定要求:標準天平四角誤差等于最大值與最小值之差:而非標準天平等于各點修正后的示值誤差中的最大者，但規程允許用各點的示值與中心點的示值之差的最大者作為四角誤差來簡化檢定程序。在實際檢定工作中，根據實際情況靈活操作。

3 檢定結果差異的歸因

3.1 預熱與預壓

為保證電子天平示值的穩定性，在電子天平進行檢定前都會對其進行預熱。雖然預熱只是使用過程中一道簡單的程序，但這卻是檢定過程中的關鍵一步。預熱時間要考慮不同電子天平的性能，一般在使用前至少預熱半小時以上，但因廠家不同，預熱時間也有所不同。

電子天平在出廠前雖然就其精密度可以給予保證，但儀器如同人的器官一樣，長時間不使用后可能會進人休眠狀態，如不對電子天平進行預壓，勢必會導致檢定結果出現差異。針對電子天平因預壓所產生的差異，建議在電子天平使用前用祛碼多次進行加載，減小電子天平的進程示值與回程示值之間的差距，在進行加載時，不必過多考慮稱量結果和回零情況。只有保證預壓效果，才能使電子天平更快的進入工作狀態，從而避免差異的出現。

3.2 讀數時間選擇

電子天平在檢定時示值是否穩定，一般都會在顯示屏上作出指示。所出現的反映即穩定指示燈亮起或不穩定燈消失。電子天平從加載到穩定的過程實際也是一個從振蕩到平衡的過程，當振蕩的幅度逐漸減小至消失時，便達到了預先設定的穩定范圍，顯示屏上也會提示穩定的信號。但實際中，真正的穩定還需要一段時間，這段時間的長短不僅與原先設計的穩定范圍有關，還與天平的檢定分度值有關。在實際操作中，當分度值大于或等于lmg時，讀數時間順延3秒較為合適;當分度值等于0.lmg時，讀數時間順延5秒較為合適;而對實際分度值小于或等于0.01mg的天平，讀數時間順延10-30秒較為合適。

3.3 檢測人的主觀因素

電子天平在進行檢定時，檢定人需要嚴格按照規程進行檢定。電子儀器可以對生產生活帶來極大幫助，但這種幫助是建立在檢測人員檢定流程的熟練掌握之上的，檢測人員在檢定流程中每一處細節的忽略都會導致檢定結果出現差異。針對電子天平因檢定人的鑒別力所產生的差異，建議檢定人要全面掌握檢定流程，在進行檢定時，對任何細節都不容忽視。只有這樣，才能避免檢定結果出現差異。

4 結語

目前，電子天平的種類較多，在進行檢定時，要充分考慮不同電子天平的特點。在實際操作中，要正確使用天平，保證良好的工作環境，避免陽光直曬，避免在空氣直流通道上進行檢定，熟悉天平的各種狀態，掌握操作流程。同時，電子天平在安裝時已經經過嚴格的校準，因此在檢定中要避免天平的移動。除此之外，在稱重時要使用稱量紙，在電子天平使用后要及時進行清潔，避免對電子天平造成污染而影響稱量精確度。

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