砝碼計量檢定誤差原因及控制措施

謝 紅

（陸川縣計量檢定測試所，廣西玉林 537700）

1 天平砝碼計量檢定的誤差原因分析

1.1 人為誤差

在天平砝碼計量檢定的過程中，存在人為因素的干擾和影響，如生理性計量檢定誤差和操作計量檢定誤差。從生理性計量檢定誤差來看，人在進行天平砝碼計量檢定中，對于精細數(shù)據(jù)的判定會受到自身生理因素的影響和限制，特別是對于精細數(shù)據(jù)的讀取，因為視力因素的影響和局限性，而存在數(shù)據(jù)讀取錯誤或不準的現(xiàn)象。從操作上看，由于檢定人員要面對諸多繁雜的操作流程，每個流程又有嚴格規(guī)定和要求，如果在操作中未嚴格依循檢定規(guī)則和要求，就會出現(xiàn)疏漏等。另外，在對砝碼進行監(jiān)督、管理過程中，也會受到人為因素的影響，導致出現(xiàn)違規(guī)操作等，最終影響砝碼的檢定質(zhì)量和結(jié)果。

1.2 裝置誤差因素

在天平砝碼的計量檢定過程中，計量器具不可能完全固定地擺放，會因需要而產(chǎn)生空間、時間上的改變，而這種變化則會使裝置出現(xiàn)誤差，也會提供不夠精準的標準量值。因設(shè)備因素引發(fā)的檢定誤差，還存在天平不等臂的問題，例如，在實際操作中會有不同類型的天平，如等臂天平、電子天平、不等臂天平等，它們各自存在不同的性能差異和用途差異，當使用不等臂天平進行砝碼檢定時，操作人員會因為無法把握不穩(wěn)定和恒定性的天平臂而出現(xiàn)誤差，導致天平測量的準確性降低。在天平安裝、調(diào)整不當或天平不同部件之間的摩擦，以及清潔不到位等，也會對天平的平衡性產(chǎn)生一定影響，會使檢定砝碼出現(xiàn)誤差。

1.3 環(huán)境誤差因素

（1）溫度對砝碼檢定的影響。溫度影響砝碼檢定結(jié)果是多方面的，除間接空氣密度的變化和物體表面吸咐水蒸氣外，還會引起天平平衡點變化和不等臂誤差，影響天平的衡量偏差，給砝碼檢定結(jié)果帶來誤差。

（2）濕度對砝碼檢定的影響。濕度是空氣潮濕程度的指標，反應(yīng)空氣中水蒸氣的含量。分為絕對濕度和相對濕度。實驗室一般用相對濕度來表示空氣潮濕程度。相對濕度反映絕對濕度接近飽和絕對濕度的程度，相對濕度越大，空氣越潮濕，反之越干燥。在空氣中進行質(zhì)量衡量，放在空氣中的砝碼表面會吸咐一定厚度的水分子層，形成“水膜”，水膜的厚度與砝碼表面特性、環(huán)境溫差有直接的關(guān)系，并且水膜質(zhì)量將影響砝碼的準確計量。

（3）空氣浮力對砝碼檢定的影響。在計量過程中，測量物體“真空中的質(zhì)量”是一件非常難做的事情，既不經(jīng)濟也不科學，因此就引入了“空氣中的質(zhì)量”這一概念。“空氣中的重量”是指某一物體在空氣中受到的重力和所受到的空氣浮力的合力。在砝碼質(zhì)量檢定中，砝碼質(zhì)量會受到空氣浮力的影響，砝碼采用折算質(zhì)量值時，需要進行空氣浮力修正，以減少砝碼的質(zhì)量偏差。

（4）磁力對砝碼計量檢定的影響。關(guān)于磁性問題，在制造和使用中都很重視，作為標準用的天平和砝碼都要求用非磁性材料制造。測量過程中磁力會產(chǎn)生負面影響，這是由于這種力在質(zhì)量測量中無法與重力相區(qū)別。磁力既可引起兩個質(zhì)量標準間的相互作用，也可引起質(zhì)量標準或測量中使用的衡量儀器與周圍相近的其他磁性物體間的相互作用。在進行砝碼折算質(zhì)量檢定之前，應(yīng)測定質(zhì)量標準的磁性（永久磁化強度和磁化率），以確保磁作用可以忽略。凡磁性檢測不合格的砝碼，均不得進行折算質(zhì)量的檢定。

（5）清潔度對砝碼計量檢定的影響。如清潔不到位，砝碼上附著的灰塵和雜質(zhì)會直接影響到檢定結(jié)果的準確性。所以砝碼在檢定前需用干凈的無水乙醇或蒸餾水進行清潔。清潔過程中不能去除任何一塊砝碼材料。帶有調(diào)整腔的砝碼不得浸入溶液中，以免液體浸入腔體。砝碼在抓取和儲存時必須保持清潔。清潔時不得改變砝碼的表面特性（如劃傷砝碼）。

2 誤差的控制措施

2.1 加強設(shè)備管理工作

天平砝碼計量檢定人員要在日常工作中做好設(shè)備的管理等工作，采用科學合理的方式放置天平和砝碼，全面了解和掌握天平砝碼存放及使用的規(guī)則和流程，避免出現(xiàn)磨損等問題，以及因管理效率低導致天平砝碼計量檢定誤差等，達到實際測量所要求的精準度。

2.2 完善和優(yōu)化計量檢定的基礎(chǔ)工作

采用天平砝碼計量檢定工作時，需做好前期的基礎(chǔ)準備工作，如清潔天平砝碼，在日常使用期間要做好天平砝碼的擦拭清潔工作，力求減少和避免纖維、粉塵、空氣中的水分對天平砝碼的影響。同時還要做好天平的合理擺放工作，要使天平放置于平坦、清凈的桌面之上，保持相對穩(wěn)定與水平的狀態(tài)。

2.3 消除誤差影響因素

（1）消除裝置誤差因素。首先要檢查天平砝碼的檢定證書的有效性，檢查天平的不等臂、示值、偏載誤差、標尺分度、天平的重復性等，確保相關(guān)參數(shù)準確無誤，能從裝置上消除天平砝碼計量檢定的誤差。

（2）消除環(huán)境誤差因素。為了避免和消除環(huán)境因素對天平砝碼計量檢定的誤差，可以配備中央空調(diào)、分度值≤0.1℃的溫度計和分度值≥5%的濕度計，以實現(xiàn)對砝碼計量檢定的溫濕度檢定的誤差控制。為了減少溫濕度對砝碼計量檢定的誤差影響，可以裝設(shè)深色窗簾，以避免太陽光直射到天平砝碼上，應(yīng)使天平砝碼的保存環(huán)境保持在（18～23）℃，能有效地存取E1，E2等級的砝碼。需按檢定周期對溫度計和濕度計進行檢定，以確保其測量準確性。在砝碼存放和檢定過程中，溫濕度是至關(guān)重要的，應(yīng)保證其處于穩(wěn)定的狀態(tài)，如果溫濕度超過了檢定規(guī)程的要求，則要采取增大風流量或抽濕等辦法，待環(huán)境符合規(guī)定后再檢定。

（3）消除和避免人為誤差因素。要提升檢定人員的責任感，減少和規(guī)避生理性檢定誤差的出現(xiàn)，提升檢定人員的工作積極性，既要精力集中的進行操作，要不斷強化操作規(guī)范的意識，避免出現(xiàn)失誤現(xiàn)象等，還要重視檢定監(jiān)督工作的全面開展，通過采取相關(guān)的監(jiān)督手段，以減少和控制人為誤差出現(xiàn)的幾率。

2.4 通過準確測量和精確計算減少誤差

為了保證準確的砝碼計量檢定效果，需要準確測量砝碼的體積值，以較好地實現(xiàn)對砝碼質(zhì)量值的浮力修正。例如，在對空氣浮力進行修正過程中，需要分別測量環(huán)境中的自然溫度、濕度和壓力參數(shù)，以獲得精準的空氣密度值等，嚴格按照相關(guān)規(guī)程中的測量方法和計算公式進行測量和計算，以減少砝碼檢定誤差的出現(xiàn)。

3 結(jié)語

總之，要全面分析砝碼計量檢定中的誤差因素分析，分析誤差產(chǎn)生的根源，并能根據(jù)實際情況有針對性地采用相應(yīng)的控制措施和方法，才能較好地保證砝碼計量檢定的準確性。

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