電子天平計量檢定影響因素和解決對策

陳章元

（福建省東山縣質(zhì)量計量檢驗檢測所，福建 漳州 363400）

在我國很多行業(yè)，例如研究院、醫(yī)療行業(yè)等，對于電子天平的運(yùn)用率較高，運(yùn)用電子天平，能夠更準(zhǔn)確的計量實驗、醫(yī)療以及衛(wèi)生科研機(jī)構(gòu)每日的實驗用藥量，有助于對數(shù)據(jù)的真實性進(jìn)行比較科學(xué)全面的研究。因此，深入了解分析影響電子天平計量檢定的因素，并且據(jù)此提出相應(yīng)對策，能夠真正有效的體現(xiàn)我國電子天平的正常使用與價值。因此，需要制定合理、高效的電子天平檢定管理方法，并且通過運(yùn)用這些科學(xué)高效合理實用的標(biāo)準(zhǔn)檢定方法程序，以此提高電子天平的檢測質(zhì)量。

1 電子天平

1.1 電子天平的工作原理

電子天平，簡單一點來說，就是能借助電磁力去平衡物體受到重力的一個天平，電子天平系統(tǒng)比起傳統(tǒng)的天平，準(zhǔn)確度較高，較為靈敏、快速而清晰，并且它具有自動跟蹤監(jiān)測的功能系統(tǒng)以及超載保護(hù)裝置，為電子天平提供一切的便利。

電子天平主要是依據(jù)電磁力倆平衡物體的重力來進(jìn)行稱量，借助電子信號來對所稱量的物體的質(zhì)量進(jìn)行稱量，同時將物體對應(yīng)的數(shù)值顯示出來。具體的工作原理是當(dāng)所稱量的物體放入到電子天平的秤盤之中，就會使得天平呈現(xiàn)失去平衡的狀態(tài)，之后天平中的檢測線圈機(jī)會產(chǎn)生位移來形成對應(yīng)的電子信號，最終將物體的重量顯示出來。總的來說，電子天平是不依靠砝碼來對物體進(jìn)行稱量，因而具有較高的準(zhǔn)確度，同時能夠快速清晰地將物體的重量顯示出來。

1.2 電子天平在進(jìn)行計量檢定時的注意事項

電子天平有一定的使用壽命，因而就需要在使用時按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求來進(jìn)行使用。電子天平裝置在進(jìn)行自動計量或計量檢定的過程中，首先要將整個電子天平放置在相對平穩(wěn)、安全的工作儀表臺上。再者，觀察氣泡的位置是否處在的中間位置，如果不在中間的位置，就要進(jìn)行相關(guān)的調(diào)整使得氣泡的位置居中。第三，在計量檢定之前，要提前插電來進(jìn)行預(yù)熱，進(jìn)一步確保電子天平自身的熱度均勻平衡。與此同時，也要提前做好電子天平的預(yù)壓，也就是用砝碼來進(jìn)行測試達(dá)到平衡。第四，在借助電子天平進(jìn)行計量檢定時要按照國家計量檢定規(guī)程的相關(guān)步驟規(guī)定來進(jìn)行。同時，對電子天平計量檢定主要是對電子天平自身的計量特征、偏載誤差、重復(fù)性、示值誤差來進(jìn)行檢定。

2 影響電子天平計量檢定的因素

2.1 人為因素

在應(yīng)用電子天平來對某物體質(zhì)量等指標(biāo)進(jìn)行實時自動精確計量時，首先所考慮的是人為輔助因素，為了盡量確保電子天平計量的數(shù)據(jù)具有客觀的準(zhǔn)確性，一般建議用戶在使用電子天平測量之前，首先要自動歸零，在使用自動天平計量一個特殊形狀物體上的實際重量時，為了確保可以避免出現(xiàn)許多誤差，按下去皮鍵也是十分必要的。

2.2 環(huán)境因素

除了以上人為影響的因素外，在利用電子天平進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時，環(huán)境因素也同樣需要考慮。按照目前該計量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求而言，電子天平進(jìn)行計量使用時，溫度環(huán)境也要達(dá)到較為平穩(wěn)、適宜，盡量保持在室內(nèi)環(huán)境相對清潔、干燥、穩(wěn)定、舒適的條件下使用，而且要保證室內(nèi)外的空氣濕度較為穩(wěn)定，如此能夠在一定程度上保證計量的準(zhǔn)確性，如果環(huán)境相對濕度波動程度較大，超過或到了大于或80 %RH及以上水平時，這時如果直接用電子天平來進(jìn)行計量工作時，得出的測量結(jié)果就會產(chǎn)生一定的誤差，因此，在測量出現(xiàn)較大的誤差時，就需要考慮到環(huán)境因素。

2.3 操作因素

除了平時必須注意到上述的人為誤差問題和環(huán)境因素外，在計量及操作、維護(hù)、保管過程中，都要注意：首先，需要著重做一些保護(hù)，一是注意維護(hù)電子天平的上下層表面干凈與清潔，不能有灰塵、雜物等存在，以免造成誤差；其次，要時刻保持計量天平表面上的空氣清新而干燥，避免長期的潮濕或有害性質(zhì)的硬固體物質(zhì)腐蝕天平，影響計量天平工作結(jié)果；第三，在天平進(jìn)行精確稱重、計量等工作之前，要嚴(yán)格、規(guī)范的按照各種標(biāo)準(zhǔn)的操作程序和工作程序規(guī)定，進(jìn)行各種正確稱重操作，熟知掌握各種標(biāo)準(zhǔn)操作及技術(shù)流程，尤其最為關(guān)鍵的是，既要做到對于天平系統(tǒng)的額定負(fù)荷承載量保持有一個較為準(zhǔn)確、清晰及完整的認(rèn)識，合理而精確無誤地對其系統(tǒng)進(jìn)行合理計量與稱重，以免由于載荷過重，引起天平的物體產(chǎn)生傾斜，導(dǎo)致測量的結(jié)果出現(xiàn)較大的誤差，或是造成電子天平的損壞；第四，對于目前在市面銷售的大部分電子天平來說，天平機(jī)身的內(nèi)部按鍵或天平機(jī)身的外部指示燈，通常也都是帶有自動校準(zhǔn)讀數(shù)的顯示功能，當(dāng)用戶插上電源、電子天平自動開機(jī)進(jìn)行工作運(yùn)行之后，不能單憑天平屏幕上的讀數(shù)顯示數(shù)值為零值時，就來判斷天平數(shù)值已經(jīng)進(jìn)行正確校準(zhǔn)歸零，在具體對電子天平計量、檢定時，還是要盡量嚴(yán)格、準(zhǔn)確遵守相關(guān)產(chǎn)品說明或規(guī)范來進(jìn)行。

2.4 預(yù)熱及預(yù)壓

預(yù)熱：預(yù)熱工作是指在開始進(jìn)行測量前需要對電子天平進(jìn)行預(yù)加熱。在尚未進(jìn)行電子天平的測量工作前，對電子天平進(jìn)行預(yù)熱，能夠使測量的結(jié)果更加準(zhǔn)確。目前在市場上的電子天平，主要是通過將發(fā)熱設(shè)置直接安裝固定在殼體外部，對于電子天平的內(nèi)部零件結(jié)構(gòu)來說，在很大程度上降低環(huán)境對內(nèi)部零件的影響，保證了電子天平在使用過程中能夠保持一定的準(zhǔn)確性。

預(yù)壓：預(yù)壓操作是在預(yù)熱完畢之后，要馬上進(jìn)行一次相應(yīng)級別的預(yù)壓力操作。預(yù)熱之后，不能立刻用電子天平繼續(xù)進(jìn)行測量操作與數(shù)據(jù)處理，而應(yīng)當(dāng)在一定時間范圍內(nèi)，進(jìn)行各種預(yù)加載、減載測量操作及程序調(diào)試結(jié)束之后，才能開始測量。

3 提高電子天平計量準(zhǔn)確性的策略

3.1 對電子天平計量檢定器具進(jìn)行管理

技術(shù)人員應(yīng)定期對電子天平采取預(yù)防性維護(hù)措施和日常維護(hù)措施，并在工作前做好檢測工具的日常維護(hù)和維修工作，以免儀器的損壞。通過確保儀器的正確管理方法，可以提高精密儀器本身的壽命，并提高電子天平的準(zhǔn)確性。這一方面對于測量和保護(hù)平衡至關(guān)重要，如下所示：①避免儀器振動。②注意防爆。如果人們在系統(tǒng)測量過程中需要使用防爆電子天平，還應(yīng)遵守相關(guān)防爆標(biāo)準(zhǔn)。③為了防止空氣中出現(xiàn)濕氣，測量人員應(yīng)在室外炎熱、潮濕和黑暗的空氣環(huán)境中使用防爆電子天平，盡量減少接觸或直接避開人員。④為了防止化學(xué)腐蝕，電子天平在工作過程中不得隨意穿透金屬或放置腐蝕性物體，這可能會損壞附著在電子天平表面的電子電路部件的外殼以及電子電路部件本身的結(jié)構(gòu)。⑤注意防止強(qiáng)烈的陽光直射。測量員在進(jìn)行正常測量和驗證或儀器管理的日常操作時，應(yīng)盡最大努力確保其電子天平設(shè)備不會暴露在任何強(qiáng)烈陽光和直接陽光下。由于電子天平對外部環(huán)境（如工作環(huán)境的溫度）敏感，超出了電子天平的范圍，因此測量人員在使用電子天平時會出現(xiàn)錯誤。⑥避免靜電：當(dāng)天平發(fā)生電氣故障或需要臨時送修時，操作員應(yīng)始終注意防靜電問題。在現(xiàn)場取PCB板時，工作人員應(yīng)牢牢握住板的頂角和底角，因為手不能觸摸集成塊引腳附近的地方。如果電器中有靜電，則會直接損壞印刷電路板的集成塊。此外，現(xiàn)場工作人員應(yīng)在現(xiàn)場拆除PCB后立即將其放入專門密封的絕緣保護(hù)袋中。如果該P(yáng)CB隨機(jī)放置在桌面上，可能會進(jìn)一步對整個電路板造成大面積損壞。維護(hù)后，在機(jī)器中安裝PCB時，工作人員還應(yīng)始終注意靜電。

3.2 對電子天平計量時周圍環(huán)境進(jìn)行管理

電子天平測量時，會受到周圍環(huán)境影響。因此，在使用電子天平時，測量人員應(yīng)按規(guī)定控制環(huán)境溫度、濕度和空氣中的含塵量，以避免工作環(huán)境引起的測量誤差。具體如下：①應(yīng)采用半遮陽房間或厚遮陽窗簾等通風(fēng)方式遮擋光線，避免長時間直接暴露在陽光下。②盡量遠(yuǎn)離大型鐵路、公路建筑物和其他高振動危險機(jī)械，或采取防震減災(zāi)措施。③應(yīng)遠(yuǎn)離高溫環(huán)境、過熱環(huán)境或具有高溫電磁場的輻射環(huán)境。④至少應(yīng)有一個工作或室內(nèi)溫度，以確保相對舒適的恒定環(huán)境溫度（最好是20 ℃）。⑤工作室內(nèi)的相對濕度通常應(yīng)在每天45%到每周75%之間。團(tuán)隊可以通過放置干燥劑來確保這種模式。⑥工作間應(yīng)無污垢、雜物和惡劣條件。如果有浮土，團(tuán)隊?wèi)?yīng)使用刷子清除；如果稱重室或磁鋼周圍有灰塵，請用濕布擦拭，以避免平衡失敗。⑦工作間內(nèi)不得有腐蝕性氣體，空氣中不得有氣流。⑧工作臺應(yīng)牢固，避免傾斜等。

3.3 對電子天平進(jìn)行日常維護(hù)

測量專業(yè)人員通常應(yīng)如何檢查和維護(hù)電子天平的電子測量儀器？例如：①在使用儀器之前，電子測量秤通常需要預(yù)熱至少半小時或更長時間。預(yù)熱完成且天平處于穩(wěn)定狀態(tài)后，可以將電子天平調(diào)整到水平位置進(jìn)行測量。②打雷時不要使用電子天平。團(tuán)隊?wèi)?yīng)注意先關(guān)閉電子天平，然后完全切斷電源，以避免暴風(fēng)雨時被雷擊。

3.4 提高對相關(guān)工作人員的管理與培訓(xùn)力度

對于分析電子天平測量或檢定產(chǎn)生的各種結(jié)果而言，操作人員在使用各種操作儀器的測量工作中的知識、經(jīng)驗和應(yīng)用能力直接影響儀器測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在日常使用過程中，計量人員必須非常精通各種電子天平設(shè)備的相關(guān)參數(shù)和操作方法，以及各種參數(shù)技術(shù)細(xì)節(jié)的識別和方法，以及各種測量操作結(jié)果的分析。同時，操作人員必須充分了解使用電子天平測量環(huán)境的一般要求。為保證計量檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要全面加強(qiáng)對現(xiàn)場工作人員專業(yè)技能素質(zhì)和專業(yè)素質(zhì)水平的系統(tǒng)培訓(xùn)和管理，使相關(guān)人員能夠有效地認(rèn)識到儀器操作方法、儀器設(shè)備使用方法的重要性，以及對測量結(jié)果準(zhǔn)確性的工作態(tài)度和方法，從而真正使員工以最正確、積極的思維態(tài)度和做事方式進(jìn)行思考，開展測量環(huán)節(jié)，并做好各種準(zhǔn)備，確保測量驗證結(jié)果的真實性和準(zhǔn)確性。

3.5 提高電子天平檢定人員的綜合素質(zhì)

在電子天平的計量檢定過程中，就需進(jìn)一步提高電子天平的檢定隊伍的各項綜合業(yè)務(wù)素質(zhì)，所有操作員工的工作思想、態(tài)度必須端正、認(rèn)真，依據(jù)計量操作標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，認(rèn)真完成校準(zhǔn)測量的工作。有關(guān)部門為此還指出可定期組織職工培訓(xùn)考核來逐步提升檢定工作人員本身的素質(zhì)，增加檢驗員工愛崗敬業(yè)的企業(yè)責(zé)任感精神和政治使命感，避免檢查工作執(zhí)行中發(fā)生的種種粗心大意，有利于提高電子天平等計量產(chǎn)品檢定的計量精準(zhǔn)性。

3.6 電子天平計量檢定工作

首先對電子天平預(yù)加載，預(yù)加載砝碼的選擇是最大稱量附近的砝碼，比如最大稱量是520 g的電子天平，應(yīng)選取單個500 g的單個砝碼，這就是檢定前的準(zhǔn)備。電子天平均有零點追蹤裝置，在出廠時都是開啟的，因此在不關(guān)閉該功能的情況下，天平在零點附近已強(qiáng)制歸零，對零點修正就沒有任何意義，因此應(yīng)選取零點附近的誤差進(jìn)行修正。第二，要知道怎么確定電子天平的準(zhǔn)確度等級及電子天平的最小稱量，電子天平按照檢定分度值e和檢定分度數(shù)n劃分成四個準(zhǔn)確度等級，其次要確定各載荷點的最大允許誤差和如何選擇確定標(biāo)準(zhǔn)砝碼的等級。第三，天平偏載誤差的檢定，目的是載荷在不同位置的示值誤差須滿足相應(yīng)載荷最大允許誤差的要求，試驗載荷選擇三分之一最大稱量的砝碼，單個砝碼應(yīng)放置在測量區(qū)域的中心位置，若使用多個砝碼，應(yīng)均勻分布在測量區(qū)域內(nèi)。第四，重復(fù)性的試驗載荷應(yīng)選擇80%～100%最大稱量的單個砝碼，測試次數(shù)不少于6次，測量中每次加載前可置零。第五，示值誤差測試應(yīng)從零載荷開始，逐漸地往上加載，直至加到天平的最大稱量，然后逐漸地卸下載荷，直到零載荷為止。電子天平示值誤差檢定前，天平要置零，在示值誤差檢定過程中不可以置零，天平稱盤不能空置，避免天平強(qiáng)制歸零后所消掉的誤差。

4 結(jié)語

總而言之，只有通過正確地選擇使用及合理維護(hù)與保養(yǎng)使用電子天平，才能及時獲得客觀正確無誤的準(zhǔn)確稱量的結(jié)果，對確保企業(yè)生產(chǎn)的各項產(chǎn)品的質(zhì)量可以起到重要保證作用。在正確檢定使用電子天平計量時，因預(yù)熱及預(yù)調(diào)壓的時間還不夠充足等常常出現(xiàn)一些誤差，因此現(xiàn)場工作檢定人員更要對此格外給予關(guān)注。通過采取措施保證電子檢定器具數(shù)據(jù)的高準(zhǔn)確性和測試環(huán)境中的高度嚴(yán)謹(jǐn)性，嚴(yán)格記錄檢查儀器工作程序中存在的各個問題細(xì)節(jié)，提高電子天平等檢定人員本身的各種綜合工作素質(zhì)能力，不斷改進(jìn)工作方法，完善管理措施，高效完成電子天平系統(tǒng)的檢定工作。