電子天平計量檢定的影響因素及解決對策研究

(安徽省計量科學研究院 安徽 合肥 230051)

引言

現階段，隨著科技的發展進步，機械天平逐漸退出計量市場，取而代之的是具有精確、便捷等優點的電子天平。電子天平在可靠性上有大幅度提升，但計量過程中需要規范的操作技術，才能有效減少測定過程中產生的誤差。

一、電子天平的組成及工作原理

電子天平在計量過程中可以很快獲取到被稱量物體的質量，它的方便快捷受到了人們的青睞，也被廣泛應用到實際生活中[1]。電子天平的高效便捷主要源于它的工作原理，在計量中，電子天平主要遵循了電磁力平衡重力的規律，當通電圈連接托盤進行稱重時，線圈會產生和物質質量相等的電磁力，電流會通過傳輸器發生改變，物體越重，電流強度越強，在經過電信號顯示出相應的數據。因此，以這種工作原理為基礎，電子天平形成了便捷讀數、計量精確、易于操作等特點。目前市面上的電子天平多種多樣，也具有各種不同的功能，但大多數電子天平都可以連接電腦，通過電腦的操作對稱量數據進行分析處理。

二、電子天平稱量準確率的影響因素

(一)外界因素的影響。電子天平在長時間的使用后會產生誤差，主要是由于外界因素導致的。由于天平中的部件長期使用后不夠靈敏，或者是內部電流在溫度和濕度的作用下會對電子元件造成損害。在裝置電子天平的過程中，若外界環境不適宜電子元件的儲存，在這種情況長期沒有得到解決后會使天平中的磁性受到影響。除此之外，電子天平的儲存需要合適的溫度，不然會影響天平的準確度，若是存儲環境濕度較大，會使電子天平的部件易潮濕，減少其使用壽命，帶來不必要的損失。精確度很高的天平多用于需要精準測量的物質，有微小的誤差都會嚴重影響計量結果，因此應該嚴格控制電子天平的精準度。電源也是影響其精準度的條件之一，電源需要在電子天平的適用范圍內，不能出現電壓不穩的情況。若不穩定則會造成天平內的永磁體強度變化，計量過程中不能得到準確的讀數，而且精確度越高的電子天平對電源的要求越高，狀態不佳的電源嚴重時還會導致電子天平內部器件的損壞，減少可用時間。在發現此種現象時，要盡快更換內部元件，以確保稱量工作的準確進行。

(二)人為因素的影響。電子天平經常會被用于各種計量工作中，由于外型輕便，操作簡單，很多時候會在使用前為了省時不進行使用記錄，這種情況會導致電子天平在短時間內被多次使用，超負荷的測量工作會讓電子天平的計量產生誤差，影響測定結果。但需注意的是，電子天平也不宜于長期擱置不投入使用，這樣會其部件得不到運行而老化。除此之外，在使用電子天平時若存在錯誤操作，將所有天平都按照普通天平的使用方法運行，就容易使特殊天平得不到規范操作而損壞。由于天平種類的不同，使用方法和適用范圍也不盡相同，若不進行針對性的操作和保養，電子天平的計量結果就會受到影響。

(三)計量流程的影響。電子天平的誤差也可能由于計量流程中的某一環節，其中有很多因素是不可控制的，多次對同一物質進行稱量也有可能會得到不一樣的檢測數據，因此可以根據電子天平的誤差范圍對測量數據進行分析，若幾次數據相差不超過誤差范圍，則表示計量結果是有效的。此外，將物體置于托盤的各個位置都會影響計量的數值，要根據誤差范圍進行數據的取舍。天平的靈敏度也會影響其精準測量，質量改變量和天平的靈敏度成反比。

三、解決電子天平計量誤差的對策

(一)定期保養，避免外界影響。為了有效防治外界環境對電子天平計量結果產生的影響，按時的進行保養工作會大大提高天平的使用壽命，確保稱量的準確無誤[2]。在頻繁的使用后，電子天平各部件會出現老化，通過保養可以有效延緩元件老化。此外，還要確保使用環境的溫度、濕度及含塵量。主要保養操作可以分為以下幾點：第一，在天平使用后要保持其干凈衛生，若在長期使用后過臟可以用軟毛刷清理或用綢布蘸取無水乙醇擦拭；第二，應定期對電子天平進行校正，要確定維護負責人按時保養天平；第三，天平砝碼要遠離空調，若天平經過了移動，需要在下一次稱量前進行重新校正；第四，腐蝕性、揮發性等藥品進行稱量時，要放在密閉容器中，避免藥品撒落，損壞天平；第五，嚴格控制電源的穩定性，確保天平計量數據的有效；第六，對使用環境進行合理控制，使檢定工作在適宜環境中完成。

由于電子天平對精準度要求極高，因此定期的檢修工作可以及時發現天平的異常情況，并在第一時間進行維修，使天平的損失降到最低，保證了計量結果的準確有效。

(二)使用規范，防止人為影響。人為影響占電子天平計量誤差的主要部分，因此在使用天平時要合理控制好人為操作。在使用電子天平前，要對使用者進行登記，根據登記時間和天平的使用情況控制好使用頻率，避免頻繁使用影響電子天平正常運行。此外，做好使用記錄還可以在天平出現故障時推斷出近期使用者計量結果可能存在誤差。除此之外，要對電子天平計量檢定人員進行專業化的教育培訓，首先檢定人員要有較強的專業知識做基礎，能夠將所學的理論知識運用到實際工作中，可以進行電子天平計量檢定。與此同時，檢定人員需要在工作中嚴謹細致，有效降低人為因素在電子天平計量檢定中的誤差，還要在學習專業檢定知識的同時確保檢定工作的質量。要提高計量檢定工作人員的整體素質，檢定過程中，急需要對準確性的把控，又需要檢定人員良好的職業素養，要不斷加強工作人員的計量檢定技術，使檢定工作更為高效。

(三)環節優化，減少流程影響。電子天平在使用過程中，每一個環節都可能給結果帶來或多或少的偏差，因此，要盡量對使用的每一個步驟進行優化，盡可能的降低誤差的產生。首先，在電子天平安裝時要注意保持工作臺的平穩，防治震動現象的發生，要選擇遠離陽光直射范圍，在干燥的環境中使用，并嚴格根據說明書內容進行安裝操作；其次，在使用前要進行預熱，需要大約25-35分鐘的預熱才能進行計量，一般來講，天平在使用中不要經常斷電，以免造成電源的不穩定。此外還要對電子天平進行預壓，就是通過砝碼的稱重過程，由于電子天平長期不用進入休眠，需要預壓來接觸這一狀態，使誤差降低；再者，計量過程中要使用稱量紙，尤其是粉末狀藥品，不用稱量紙很可能污染天平，影響計量準確性，甚至影響下一組的稱量數據；最后，要保持天平使用過程中的清潔，禁止用手直接接觸砝碼，稱量的物品不要超過天平的負荷上限，避免超重損壞天平。

電子天平在使用時需注意：第一，計量工作前要保證天平的正常狀態，在水平的工作臺上稱量，且要確保天平的干凈。第二，被稱重物品的質量要在計量范圍內，不要對熱的物品進行稱量。第三，若是實驗中的計量，要保持選用一個天平來完成整個實驗的稱量工作，避免天平的誤差影響實驗數據。第四，稱量結束后要檢查天平的情況，及時填寫使用記錄。

結論

綜上所述，電子天平在使用中可能存在諸多影響其準確性的因素，只要按照解決方法規范使用并及時維護，就能有效減少電子天平的計量誤差，降低損壞率，從而有效降低電子天平的使用成本。