天平檢定、校準存在的計量問題與解決方式探索

黃可+何風潔+梁飛躍+莫洪波

摘 要：針對天平校準存在的計量問題進行了分析，并分別就架盤扭力天平和電子天平校準工作中出現的問題進行了探討。同時，闡述了電子天平計量性能上的相關要求，其內容主要有標準器的選擇、根據天平自身的特性確定級別。結合這些內容，總結并闡述了天平的檢定與校準，主要包括外觀檢查、偏載誤差、天平的校準工作等。通過對這些內容的分析，希望能為天平校準工作提供一定的幫助。

關鍵詞：天平校準；計量問題；指示值誤差；外觀檢查

中圖分類號：TH715.1+16 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.20.091

文章編號：2095-6835（2016）20-0091-01

天平是對物體質量進行測量的計量器具，天平質量的好壞直接影響其測量精準度和可靠性。伴隨著電子技術的不斷發展，電子天平得到了廣泛應用。這種天平在使用時操作簡單，準確度較高。但因為受不同因素的影響，一些電子天平在使用過程中存在較大誤差，因此，對天平校準工作進行分析和研究具有深遠意義。

1 架盤扭力天平刻度盤指示值誤差

在架盤扭力天平當中，扭力盤簧屬于一種金屬彈性元件。這種元件是測力裝置中的一種配件，其所采用的材料在性能、結構和形狀上均具有特定的要求。尤其是扭力盤，其理想形狀應該是阿基米德線，如果扭力盤簧受到力的作用產生偏轉，所產生的扭力大小和產生偏轉的角度之間存在著一定的聯系。這樣，就能為刻度盤示值的準確性和穩定性提供保障。在對其進行生產制造和使用的過程中，如果扭力盤的形狀和相關要求不相適應，或者出現固定件松動情況，和其他部件之間存在碰卡等現象，均會導致扭力盤簧圓弧段產生不均勻形變，同時各個圈間隔差異和平卷面之間出現錯位不平，最終導致刻度盤顯示的值出現誤差，或者出現比較大的滯后誤差現象。

在使用過程中，相關人員要進行相應實驗。如果在正行程時測量，刻度盤指示所產生的誤差為-0.02 g，但是在正行程后測試，并且進行回程測試，這時刻度盤指示值的誤差為0.04 g。從上述實驗可以得出，如果不規定刻度盤指示值的最大允許誤差，就難以對其誤差是否符合規定進行準確判斷。此外，在使用過程中采用的檢測方式是否正確并與規范要求相適應，對于誤差判定而言十分重要。

2 電子天平計量性能的要求

2.1 標準器的選擇

對于電子天平而言，對其進行檢定，需要為其配備一組標準砝碼，其所具備的擴展不確定度應當被控制在電子天平在這一荷載之下最大允許誤差絕對值的1/3；其使用的標準砝碼的磁性一定要符合相關要求，也就是砝碼的磁性化率要在0.001以下。

2.2 根據天平自身的特性確定級別

計量人員要本著精準的原則，不得存在“千分之一、萬分之一”的心理，按照標準，將天平分為幾個等級。因為不同生產廠家、不同天平品牌均會對出廠后的天平稱重數量作出相應的規定，這些規定也存在一定的差異。對此，在電子天平檢定過程中，應當將其生產廠家對天平的規定作為依據。例如，電子天平明確實際分度值是d，但是卻沒有標明檢定分度值e.這就導致使用者以為d=e，并且認為電子天平所分辨出來的最小值就是其本身所具備的稱重準確數值。在這種情況下，如果電子天平生產廠家所提供的說明書中沒有規定e是多少，對e 進行明確是十分關鍵的環節。因為這一數據是對最大誤差進行評定的依據。在對天平進行鑒定的過程中，如果最大示值所存在的誤差在1d以下，那么可以確定e=d；如果多項參數所指示的最大值誤差在11d以下，那么就可以確定e=10d.但在特殊情況下，則需要結合具體情況對其進行明確。對于已經使用多次的儀器而言，在對其使用的過程中，可能會出現一定的偏差，并且產生的偏差還會隨著使用時間的增加而變得更加嚴重。因此，國際法制計量組織針對天平試用期限進行了規定，并且對允許的最大誤差作出了相應的規定。

3 天平的檢定與校準

3.1 外觀檢查

天平屬于一種對物質質量進行測量的精密儀器。在檢測天平之前，相關人員可以對其外觀進行目測，檢測的內容有天平的銘牌及標記，使用條件和使用地點等是否與相關規定相符。結合檢定規程，如果天平沒有將分度值e標注，外觀鑒定的第一步就合格了。在天平使用過程中，要保障工作臺的穩固和水平。工作臺在一定程度上具有防震功能。天平存放室環境也對其檢定結果有一定的影響，需要檢定的天平應當在指定的室內存放24 h，并且保障這一存放環境的穩定性，從而保障天平的機械結構趨于平穩。同時，保障天平檢定室的溫度和整機之間處于平衡狀態。這些條件均滿足之后，才能對天平進行校準和檢定。

3.2 偏載誤差

偏載誤差指的是在偏載和空載情況下，在每次增加載荷之前，均需要將天平反零，對同一載荷進行多次衡量，并且對這些結果之間出現的差值進行記錄，保障其不能超過允許誤差絕對值。每個載待點顯示值所產生的誤差不能超過天平再次載待時的最大允許誤差。只有滿足以上要求，天平才算合格。在不同位置進行載荷，顯示的誤差必須滿足相應載荷最大允許誤差的要求。對其進行檢定時，需要分別將標準砝碼放在四角和中心線之間的一半位置，然后再將其放置在中間位置，進行5次測量，最后根據記錄，得出結果偏載誤差。

3.3 天平的校準工作

在開展天平校準工作過程中，必須結合天平說明書上的指示進行。如果是電子天平，就需要對其進行開機預熱，然后再根據說明書進行校準工作。通常情況下，對一臺合格天平完成校準工作之后，其所顯示的數值應當是0位。此外，在校準過程中需要注意的是，不但要結合校準規范，還要結合生產廠家提供的說明書，同時結合檢定規程對天平進行天平校準工作，保障客觀、準確地進行電子天平性能的綜合評價。

4 結束語

總之，天平校準需要結合相關規范進行。在對其進行校準的過程中，如果測量的誤差過大，已經超出了允許的范圍，就需要對其進行及時矯正，從而保證測量物體質量的準確性。此外，還要保障測量的數值在天平系統中能夠順利傳遞。

參考文獻

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