關(guān)于電子天平的檢定與校驗(yàn)探析

摘 要：電子天平是當(dāng)前廣泛使用的稱量衡具之一，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、醫(yī)療衛(wèi)生乃至人們的日常生活中都有著十分廣泛的應(yīng)用。電子天平采用現(xiàn)代電子技術(shù)、傳感器技術(shù)，對(duì)稱量對(duì)象進(jìn)行稱量作業(yè)，具有遠(yuǎn)超傳統(tǒng)機(jī)械天平的易用性、工作效率和測(cè)量精度。由于電子天平內(nèi)部元器件精度很高，為了保障作業(yè)精度，每隔一段時(shí)間就要對(duì)電子天平進(jìn)行檢定和校驗(yàn)，消除缺陷和不標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題。文章圍繞電子天平檢定和校驗(yàn)有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行探討，闡述了電子天平的工作原理和性能要求，介紹了電子天平的檢定和校驗(yàn)的項(xiàng)目與內(nèi)容，并對(duì)電子天平常見(jiàn)誤差原因進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：電子天平；檢定校驗(yàn)；誤差；原因分析

引言

天平是重要的衡器種類之一，廣泛應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，天平的實(shí)現(xiàn)技術(shù)和種類也不斷進(jìn)步與變化。采用電磁力對(duì)稱量對(duì)象進(jìn)行平衡的稱量方法的天平稱之為電子天平。電子天平是當(dāng)前使用最為廣泛的一種天平，在電子技術(shù)不斷完善的今天，電子天平的應(yīng)用范圍逐年擴(kuò)大，逐步代替機(jī)械式天平已經(jīng)成為時(shí)間問(wèn)題。電子天平通過(guò)現(xiàn)代傳感器技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，結(jié)合電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)，迅速實(shí)現(xiàn)目標(biāo)對(duì)象的稱量作業(yè)。電子天平相較于傳統(tǒng)機(jī)械式天平，使用方法簡(jiǎn)單、便于操作、稱量速度快，在現(xiàn)代信息技術(shù)的支持下，可以實(shí)現(xiàn)較高水平的自動(dòng)化、智能化作業(yè)，極大地提高工作效率。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，電子天平已經(jīng)發(fā)展出多個(gè)類型，形成了較為豐富、立體的種類體系，適合多個(gè)領(lǐng)域的稱量作業(yè)。電子天平按照其精度可分為超微量電子天平、微量天平、半微量天平、常量電子天平、分析天平、精密電子天平等多個(gè)種類。上述種類的電子天平普遍具有簡(jiǎn)單易用，便于攜帶，占用空間小等優(yōu)點(diǎn)。電子天平的稱量作業(yè)是通過(guò)內(nèi)設(shè)的稱重傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由于設(shè)備精密度較高，隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，元器件引起的誤差會(huì)逐漸增大，所以使用一段時(shí)間后就需要對(duì)其進(jìn)行檢定、校驗(yàn)，以保障天平的使用精度符合要求。

1 電子天平的工作原理及性能要求

和傳統(tǒng)機(jī)械天平不同，電子天平使用現(xiàn)代化的電子技術(shù)進(jìn)行稱量，無(wú)需使用砝碼等機(jī)械部件。和其它種類的天平相比較，電子天平稱量精度更高，數(shù)據(jù)可靠性更好，稱量結(jié)果更加直觀，便于使用者閱讀。另外，電子天平一般都設(shè)有自動(dòng)檢車(chē)功能，能夠?qū)ψ陨淼臏y(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)，對(duì)于超出測(cè)量范圍的作業(yè)也設(shè)置的保護(hù)措施，能夠有效防范天平因?yàn)槌薰ぷ鲙?lái)的損壞。電子天平通常由電源、電磁力平衡式傳感器、光電傳感器、鍵盤(pán)和顯示器、控制電路等功能單元構(gòu)成。當(dāng)天平處于空載狀態(tài)下時(shí)，電磁力平衡式傳感器處于平衡狀態(tài)；一旦有載荷出現(xiàn)，感應(yīng)線圈的位置隨之變化，受此影響，光電傳感器中的光敏三極管所接收的光線強(qiáng)度及其輸出電流發(fā)生變動(dòng)，這個(gè)變化經(jīng)由控制電磁線圈電流的改變，將電磁力平衡式傳感器恢復(fù)到平衡狀態(tài)。與此同時(shí)，電子系統(tǒng)將電磁線圈內(nèi)通過(guò)的電流變化前后的差值處理成數(shù)字信號(hào)顯示在顯示屏上，使用者由此讀出稱量對(duì)象的質(zhì)量。

2 電子天平檢定和校驗(yàn)的項(xiàng)目與內(nèi)容

我國(guó)現(xiàn)行的《JJG98-90 非自動(dòng)天平計(jì)量檢定規(guī)程》（試行）中未對(duì)電子天平計(jì)量檢定工作進(jìn)行明確規(guī)定，由此導(dǎo)致在實(shí)際工作中不同行業(yè)、區(qū)域、單位在電子天平檢定方面存在很大差異。電子天平的準(zhǔn)確性、參數(shù)可靠性等概念沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，合格判定缺乏規(guī)定一致性，從而給電子天平的正常使用和管理帶來(lái)很大困難。由于電子天平測(cè)量精度高，極易受外部因素影響導(dǎo)致精度下降。所以，必須切實(shí)做好電子天平檢定和校驗(yàn)工作，保障測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性和可靠性。日常工作中，電子天平常規(guī)檢定和校驗(yàn)包括外校和內(nèi)校兩個(gè)方面，分為9個(gè)項(xiàng)目，其中，量值傳遞的標(biāo)準(zhǔn)電子天平的誤差標(biāo)準(zhǔn)要以“首次檢定”的誤差作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定。

2.1 外校

外校的意思是從外部對(duì)電子天平的狀況進(jìn)行檢定、校驗(yàn)、具體實(shí)施時(shí)主要采用目視法，也就是通過(guò)檢定人員肉眼觀察的方法進(jìn)行檢測(cè)，憑借對(duì)電子天平外觀的觀察來(lái)判斷電子天平工作狀態(tài)的方法。采用目視方法予以檢測(cè)的項(xiàng)目主要包括對(duì)電子天平計(jì)量特征、標(biāo)記以及使用環(huán)境等。這些因素是否滿足檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，直接關(guān)系到電子天平的稱量精度。依照我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，在進(jìn)行外校時(shí)，首先要觀察電子天平是否有標(biāo)注檢定分度值e，如果沒(méi)有，直接判定為不合格。電子天平測(cè)量精度很高，對(duì)于工作環(huán)境的要求也就比較嚴(yán)苛，為了減少外界的干擾，電子天平必須放置于牢固的水平面上，固定結(jié)實(shí)，對(duì)于振動(dòng)有著較強(qiáng)的抵抗效果。在進(jìn)行外校時(shí)，為保證外校準(zhǔn)確性，送檢的電子天平，必須在檢定房間內(nèi)靜止防止超過(guò)24小時(shí)，以達(dá)到電子天平內(nèi)部各組成趨于穩(wěn)定的情況，此外，24小時(shí)的停放時(shí)間，也有利于電子天平內(nèi)部結(jié)構(gòu)、溫度、濕度達(dá)到穩(wěn)定狀況，從而使得檢定結(jié)果最大程度反映受檢電子天平的實(shí)際情況。

2.2 內(nèi)校

2.2.1 靈敏度與鑒別力

靈敏度是電子天平的一個(gè)重要指標(biāo)，在實(shí)際工作中電子天平的靈敏度通常通過(guò)對(duì)應(yīng)的檢定分度值來(lái)體現(xiàn)，根據(jù)當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字指示和自動(dòng)或半自動(dòng)校準(zhǔn)裝置的電子天平，其靈敏度免于檢定；對(duì)于檢定分度值e不小于1毫克的電子天平，采用如下方法進(jìn)行檢定：在調(diào)平的電子天平上慢慢放下或取走等同于該天平數(shù)字標(biāo)尺140%的質(zhì)量，通過(guò)天平示數(shù)的變化對(duì)天平情況進(jìn)行判定。

2.2.2 最大允值誤差

按照正常的電子天平使用規(guī)程，依次進(jìn)行空載、最大載荷、空載的測(cè)量。對(duì)此過(guò)程中空載、滿載及最小稱量等關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)場(chǎng)行檢定，以此確定該天平在全量程范圍內(nèi)的誤差情況。

2.2.3 重復(fù)不變性

合格的天平在測(cè)量同一質(zhì)量時(shí)，其示數(shù)應(yīng)該保持一致，檢測(cè)時(shí)，要對(duì)天平空載、半載和滿載三種情況進(jìn)行檢定，同一載荷下天平示數(shù)之間的差值處于對(duì)于載荷的最大允許值方可視為合格。

2.2.4 偏載檢驗(yàn)

該檢定有滿載荷及1/3FS兩種選擇，不同選擇器檢定結(jié)果也是不一樣的。在檢定時(shí)要注意選擇適宜的檢定方法。

3 檢定結(jié)果差異性的原因分析

導(dǎo)致電子天平檢定結(jié)果差異性的原因主要有預(yù)熱與預(yù)壓、讀數(shù)時(shí)間和試驗(yàn)人員三個(gè)方面。其中，預(yù)熱和預(yù)壓都是電子天平使用時(shí)的重要基礎(chǔ)要件，是促使天平進(jìn)入正常工作狀態(tài)的重要手段。而讀數(shù)時(shí)間則反映了電子天平從施加載荷，系統(tǒng)平衡受到破壞直到重新趨于平衡的過(guò)程，這個(gè)平衡所花費(fèi)的時(shí)間，由天平自身技術(shù)特性所決定。電子天平的檢定由人員操作，檢定結(jié)果由檢定人員根據(jù)檢定狀態(tài)下天平的表現(xiàn)而做出，檢定人員的技術(shù)水平與精神狀態(tài)和檢定結(jié)果密切相關(guān)。提高檢定人員業(yè)務(wù)素質(zhì)，是確保檢定結(jié)果的重要措施。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，影響電子天平測(cè)量精度和準(zhǔn)確性的因素較為復(fù)雜，實(shí)際工作中，必須全面考慮電子天平的使用環(huán)境，盡量避免負(fù)面因素的干擾。由于電子天平種類繁多，不同類型的電子天平使用要求和技術(shù)特點(diǎn)都不相同，在實(shí)際使用及檢定工作中，必須選擇正確的使用條件和檢定方法，要堅(jiān)持科學(xué)的使用方法，避免不適宜的使用條件給電子天平測(cè)量結(jié)果造成負(fù)面影響，比如要避免曝曬，保持正常的空氣濕度和環(huán)境溫度，避免氣流對(duì)天平的影響等。要正確掌握電子天平使用方法，嚴(yán)格依照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作?？傊?，細(xì)節(jié)決定成敗，在使用電子天平時(shí)，必須注重細(xì)節(jié)的影響，認(rèn)真做好每一道環(huán)節(jié)，確保檢測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)無(wú)誤。

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