天平砝碼檢定分析

(無棣縣計量測試檢定所 山東 濱州 251900)

天平砝碼時檢測物體質量的重要器具，被廣泛應用于實驗室檢測和工業生產。分析天平砝碼檢定的誤差問題，探索提高檢定精度的技術方法，保證天平砝碼在測量物體質量時有較高精準度，這對有效開展實際工作有重要意義。

一、天平砝碼檢定誤差的類型

(一)不可預見誤差

在天平砝碼檢定過程中存在很多誤差問題，有的誤差可以參照經驗得到解決，但有一些誤差不可預見[1]。例如外界環境的改變會使天平砝碼準確性受到不可預見的影響，這一類誤差沒有共同特點，檢定人員也很難準確定義，缺少統一有效的解決辦法，修正誤差時也面臨較大問題。除了外界環境，檢定過程中的失誤也不可預見。例如在檢定天平砝碼時很容易因人員操作不正確引發測量數值與實際質量有出入的現象。

(二)可預見性誤差

可預見誤差具備鮮明的特征，也就是天平砝碼檢定誤差有跡可循。天平有多年發展歷史，出現的誤差通常具有相似性，在天平的整個發展史中都有跡可循。通過多年的實踐與經驗總結，人們逐漸對誤差形成比較準確的看法，通過總結實踐經驗做出調整，分析誤差，避免發生較大誤差，同時為追尋天平砝碼檢定誤差、分析誤差等提供參考。因而在分析天平砝碼檢定的可預見性誤差時，很多問題都有經驗可以借鑒。

二、天平砝碼檢定技術方法

(一)交換衡量檢定

交換衡量檢定方法的使用流程為：第一，在天平的右盤放好被檢定砝碼B，在天平的左盤放上標稱值相同的標準砝碼A，開啟天平，用IAB表示檢定平衡。如果衡量傾角過大不能讀數，則應將小標準砝碼w添放到較輕的盤，平衡之后再檢定[2]。第二，交換天平左右盤的所有砝碼，開啟天平，用IBA表示測定平衡，若傾角過大不能讀數，則應將小標準砝碼w添放到較輕的盤，達到檢定平衡。第三，把小標準砝碼r添放到較輕的盤，用于測定分度值，檢定平衡位置，并用IBAr表示。第四，把r留在盤里，第二次交換左右盤的其他所有砝碼，檢定平衡位置，并用IABr表示。如果需要雙次交換，流程相同，依次記錄回轉點、靜止點，如實填寫記錄。

(二)替代衡量檢定

替代衡量檢定技術方法分為兩種：一種是連續替代衡量檢定，使若干被檢定天平砝碼組的標稱值對應相等，放進任意盤，質量總和不能大于天平最大的稱量值；配衡砝碼T則放在另一個盤里，開啟天平，連續兩次靜止點的讀數或連續四個回轉點的讀數應記錄下來，關上天平；把砝碼盤里的標準砝碼A1取出，放置和其稱量值相同的B1，開啟天平，若不平衡就要關掉天平，在較輕的盤添放小標準砝碼w1，使其達到平衡。根據該流程依次檢定、記錄，直到被檢定砝碼B替代測量完畢。

另一種是單次替代衡量檢定，先在天平的一盤中放上被檢定砝碼B，配衡砝碼T則放進另一個盤，開啟天平，用IB表示檢定平衡位置；接著把被檢定砝碼B取出，放上標稱值相同的標準砝碼A，依舊使用T，開啟天平，用IA表示檢定平衡位置，如果發現天平衡量傾角過大不能讀數，要把w添放到較輕的一盤，使其平衡；之后將r放進較輕的一盤，用IAr表示檢定平衡位置；再把r留在盤里，用被檢定砝碼B替代A，用IBr表示檢定平衡位置。若需要繼續檢定，可反復替代，如實記錄度量值。

(三)大質量砝碼檢定

大質量天平砝碼檢定技術方法在工業生產中的應用較多，檢定準確度對工業生產產量影響巨大，技術檢定人員必須重視開展這項工作，提高大質量砝碼檢定水平。第一，平穩安放分析天平，在臺面板的正中央放好防震設施，并做好定位符號，在臺面板的恰當位置放好質量合適的標準砝碼。

第二，調整分析天平，即觀測計量杠桿，如果計量杠桿已經處于平衡狀態，就可用手壓下計量杠桿，使其指到示準器的極邊位置，之后輕輕放開手，細致觀察并記錄整個過程中杠桿擺動幅度的大小。如果第一周期里杠桿和示準器上下邊緣之間的距離不超過1mm，那么分析天平剛好達到平衡狀態。第三，利用起重工具把待檢定的砝碼吊放到秤臺面上，對好位置，避免發生位置不準或意外滑落的情況，之后輕輕吊起標準砝碼，關注分析天平受到的影響，盡可能輕取輕放。第四，對于每一只被檢定大質量砝碼，應由同一名技術人員檢定兩次，兩次結果的差值應小于砝碼質量的三分之一，嚴格控制誤差。第五，在檢定校對中務必要小心謹慎，必須輕取輕放砝碼，禁止砝碼沖擊或碰撞分析天平，一旦發生沖擊或碰撞，必須從頭開始重新檢定大質量砝碼。

三、天平砝碼檢定工作措施

(一)注重各項細節檢定，控制砝碼檢定誤差

在天平砝碼檢定工作中會有設備質量不合格、人為操作不規范、監督管理不到位等各種因素引發的誤差，應加強控制。檢定人員應豐富檢定知識，明確誤差的類型以及各種各樣的影響因素，在檢定時充分考慮，結合影響因素制定并嚴格執行檢定工作制度，預防影響砝碼檢定結果的準確性。在重視設備與制度之外，檢定人員還必須認識細節影響，從宏觀與細節這兩個方面加以強化，盡可能減少砝碼檢定誤差，控制檢定準確度。

(二)加強相關設備管理，做好檢定準備工作

由于人們對天平的精度要求較高，所以在日常工作中必須加強對天平設備的管理，特別是檢定人員要明確使用天平、保管天平的注意事項，科學合理地存放，避免因保管不當導致天平磨損，影響天平砝碼檢定工作質量。與此同時，定期清潔天平，消除殘留的纖維、灰塵等。在開展砝碼檢定工作之前也要落實清潔工作、擺放工作，盡管檢定人員會定期清潔，但在檢定之前還要再次仔細擦拭，徹底清潔，并且確保在平整的位置上擺放天平，保證其始終處于水平位置，提升砝碼檢定精度。

(三)提升人員工作能力，強化檢定監督管理

檢定人員的工作能力與素質水平對天平砝碼檢定質量有直接影響，特別是對于可預見性誤差，只要檢定人員增強責任感，提高工作能力，嚴格按照規程與規范操作，保持注意力的高度集中，就能減少人為的數據讀取錯誤。若檢定人員存在生理性的視力偏差，在檢定砝碼時就必須佩戴合適的眼鏡或其他輔助設備，提高視力準確性[3]。如果檢定人員在天平砝碼檢定工作中沒能嚴格遵守操作規范和要求，質量監督管理人員應加強監督和管理，規范檢定人員砝碼檢定操作行為，同時設置有效的獎懲制度，只要在監督過程發現檢定人員有違規操作現象，必須給予適當的處罰，降低人為因素對檢定質量的影響，降低天平砝碼檢定誤差風險。

四、結語

天平砝碼檢定中存在可預見和不可預見的誤差，在平時應經常檢定砝碼，合理使用交換衡量檢定、替代衡量檢定和大質量砝碼檢定等技術方法，同時注重細節，加強對天平砝碼檢定設備的管理，不斷提升檢定人員工作能力與素質，控制好天平砝碼檢定誤差，保證砝碼計量測試質量的準確性，優化天平計量。