電子天平計量性能檢定的分析

韓冬 姜抒辰

摘 要：隨著科學技術的不斷進步，新型電子天平計量工具開始出現(xiàn)在市場中，并逐漸取代了機械天平。電子天平在使用時可以使計量結果更加準確和穩(wěn)定，在檢測結果方面效果也很好。但隨著人們對它的廣泛使用，電子天平也漸漸開始出現(xiàn)各種偏差，影響了人們的使用。文章結合電子天平的工作原理，對電子天平中出現(xiàn)的各種誤差展開分析，并提出有效的解決措施，以供參考。

關鍵詞：電子天平；計量性能檢測；分析

電子天平作為使用最廣泛的現(xiàn)代計量器具，它的計量性能會隨著長時間的使用慢慢下降，并跟原設計指標出現(xiàn)較大的偏差，但是國家檢定規(guī)程對其相關的描述來說比較籠統(tǒng)，可操作性也比較差，使得從事電子天平計量檢定的工作人員不能清晰透徹的理解這些相關規(guī)程。所以，有必要分析探討電子天平的質量鑒定內容以及檢測結果，并以此來制定檢測電子天平性能的最佳方法，使之更符合使用要求。

1 電子天平的分級以及各項允差問題

隨著電子天平在人們日常生活中的廣泛使用，越來越多的廠家開始生產(chǎn)制造電子天平，當前有很多生產(chǎn)電子天平的廠家在生產(chǎn)電子天平的過程中標注了實際標尺的分度值d，但是對于檢定分度值e卻沒有精確、詳細的標注出來。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是很多廠家沒有正確區(qū)分d和e之間的關系，甚至錯誤的以為二者是一樣的含義，認為電子天平的測量精確值就是電子天平所能測量的最小值。在檢定電子天平時，標尺分度值e是檢定的關鍵，因為e在確定天平最大允許誤差和準確度級別時發(fā)揮的作用最大。檢定工作中有以下幾種確定e值的情況：

（1）如果在檢定過程中e=d，檢定的各項參數(shù)指標的最大誤差值都小于等于d，那么就可以認定為e=d。

（2）如果檢定的最大示值誤差均小于10d，那么就可以認定為e=10d。

（3）還可以根據(jù)實際情況來確定，比如d=0.2mg時，e=5d，當d=0.5mg時，e=2d。除了e=d這種情況，其它的都可以歸結為e=10d。

2 檢定中最重要的幾項內容

2.1 檢定過程中的最大允許誤差

首先要進行開機預熱，按照操作說明書對電子天平進行校對，使天平指針指向0位，讓天平的載荷量從0開始向上加重，直到重量達到天平的最大承受量，再慢慢的減少載荷量，直到為0。其中載荷點在具體的電子天平檢定過程中沒有明確的規(guī)定，檢定人員需要按照電子天平的實際情況來確定。過程中不能忽視的幾個重點有：（1）全載狀態(tài)。（2）空載狀態(tài)。（3）電子天平的最小稱量值（一級天平是固定值100e；二級天平，e的范圍為1mg～50mg時為20e；當e≥0.1g時，為50e；三級天平是20e；四級天平是10e）。（4）分析拐點載荷的影響。一級天平的數(shù)值是50000e和200000e；二級天平的數(shù)值是5000e和20000e；三級天平的數(shù)值是500e和2000e等。

兩種誤差的計算分析：（1）當e≠d時，根據(jù)公式E=I-L來計算示值誤差，I是天平指針指示的數(shù)值，L是天平稱盤上實際的載荷量，E為天平示值誤差。（2）當E=d時，根據(jù)公式E=I-L+0.5d-ad來計算示值誤差。ad是天平上的載荷，主要是用來給天平湊整盤，d是電子天平的實際標尺。上述兩種情況中計算出來的載荷點誤差都不能大于規(guī)定的允許誤差。

2.2 檢定電子天平的鑒別力和靈敏度

如果將要檢測的天平是半自動或者自動的，則可以不用檢測天平的靈敏度這一項。電子天平的靈敏度也就是分度靈敏度，它和天平的相應載荷檢定分度值是相等的。在e≥1mg時，我們可以利用有負載的或者空載的處于平衡狀態(tài)的電子天平，加上去或者拿下來數(shù)字標尺1.4倍的外加載荷，整個過程中動作必須要輕拿輕放，做完后，電子天平的數(shù)值就會發(fā)生變化。

2.3 電子天平重復性的檢定方法

檢定電子天平的重復性時需要使天平保持加載或者空載的狀態(tài)。加載主要有半載和全載這兩種。檢定中要認真讀取和記錄平衡位置的數(shù)據(jù)，每一次加載完之后都要進行清零。測量重復性要求在加載同樣的載荷時，每次測量結果的差值不能大于最大的允許誤差。

2.4 檢定四角誤差

四角誤差就是標準天平在最大載荷狀態(tài)下用最大示值減最小示值所得。

2.5 檢定配衡

檢定配衡誤差時要選擇兩個固定的載荷點，分別是13max和23max。在加載同樣的載荷時，每次測量結果的誤差都不能大于最大的允許誤差。

3 分析電子天平檢定結果出現(xiàn)誤差的原因和具體的解決方法

3.1 天平校準中出現(xiàn)的問題

校準問題主要包括內容校準和外部校準。在電子天平剛剛選購進來的時候，開機后顯示為0，不能就證明天平在稱量物體的時測量的數(shù)值十分精確，只能說明天平達到了合格線而已。在真正使用前，必須要認真閱讀說明書，嚴格按照要求仔細操作，正確校對電子天平。

3.2 電子天平的最佳存放時間以及水平調整的問題

電子天平主要存放在檢定室內，在送檢之前，需要將其開箱存放在實驗室中24h以上，使其內部的機械結構達到平衡狀態(tài)，天平的溫度要和周圍環(huán)境溫度達到一致，并將天平的水準器調節(jié)到平衡狀態(tài)下，做好上述一系列的工作，才會確保天平的鑒定結果不受影響。

3.3 天平預熱問題的處理

電子天平的預熱非常關鍵，其中預熱的時間直接影響到天平是示值的穩(wěn)定。只有做好天平的預熱工作，使天平內部的磁鋼構造達到熱平衡狀態(tài)，才能實現(xiàn)天平的真正平衡。另外，天平預熱時間不僅和天平的檢定分度值有關，還要考慮到各生產(chǎn)廠家的天平性能問題。工作人員要嚴格按照天平使用說明書以及過去的檢定經(jīng)驗來對天平進行預熱。預熱工作做完后，接下來就要做去皮和回零工作，讓天平的顯示值顯示為0，之后天平才能正式使用。當前許多電子天平都把變壓器移到了天平的外面，就是為了減少發(fā)熱零件由于發(fā)熱給天平測量帶來的影響，變壓器獨立之后，對傳感器的影響就大大的降低了，從而提高了天平測量的準確性。

3.4 天平預壓問題的處理

如果電子天平工作完后靜止了一段時間，一般情況下電子天平會進入休眠狀態(tài)，當再次工作時，就難免會出現(xiàn)測量不準確的情況，因此需要我們對休眠之后的電子天平進行預壓工作（加載時不必在意稱量結果和回零情況），這樣可以明顯減小天平進程示值和回程示值之間的差距。做好天平的預熱工作后，給天平施加最大承重量的砝碼或物體，一會兒再將其卸載下來，之后再放上去、再卸下來，這樣循環(huán)10次，就可以使傳感器的彈簧片恢復到工作狀態(tài)，從而確保測量的準確性。

參考文獻

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