試論檢定砝碼的電子天平的選擇

王蘊瑩

摘 要：隨著科技和經(jīng)濟的快速發(fā)展，電子天平在生活中的應用越來越廣泛。與其他測量工具相比，電子天平測量得更加準確。本文主要對電子天平檢定中選擇標準砝碼中的要求、電子天平的不確定度的計算以及電子天平選擇中的誤區(qū)進行介紹，從而提高電子天平測量的準確度。

關鍵詞：電子天平；檢定；砝碼；標準

中圖分類號：TH715.11 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）08-0029-02

On the Selection of Electronic Balance for Checking Weights

WANG Yunying

（Municipal Quality and Technical Supervision， Inspection and Testing Center ，Kaifeng Henan 475000）

Abstract： With the rapid development of science and technology and economy， the electronic balance is becoming more and more widely used in life. Compared with other measuring instruments， the electronic balance is more accurate. This paper introduced the requirements of the standard weight， the calculation of the uncertainty of the electronic balance and the misunderstanding in the selection of the electronic balance， so as to improve the accuracy of the electronic balance test.

Keywords： electronic balance；verification；weights；standards

電子天平是一種經(jīng)常被使用的儀器，主要被用于稱重。砝碼是一種需要依靠衡量儀器來實現(xiàn)量值傳遞的固定實物量具。在進行砝碼檢定時，砝碼對電子天平的準確度等級、量程等都有較大影響，故需要合理選擇檢定砝碼。本文主要對電子天平檢定中選擇標準砝碼的要求、電子天平不確定度的計算及電子天平選擇的誤區(qū)進行分析。

1 電子天平檢定中選擇標準砝碼的要求

1.1 選擇標準的砝碼

國家對砝碼有一定的標準，在選擇檢定砝碼的電子天平中選擇F1等級的砝碼，其范圍是1mg～200g。根據(jù)《電子天平檢定規(guī)程》（JJG 1036—2008）中檢定電子天平的配備要求，標準砝碼的擴展不確定度不得大于被檢天平在該載荷下最大允許誤差絕對值的1/3。[1]200g/F1級別的砝碼MPG值為1mg，擴展不確定度是0.3mg，而50g/F1級別的砝碼的MPG值是0.3mg，擴展不確定度是0.1mg。從這些數(shù)據(jù)可以看出，該級別的砝碼是符合檢定要求的。

1.2 選擇合適的環(huán)境

環(huán)境對檢定的結果也會造成一定影響，如溫度、濕度等。故檢定要一般選擇在室內(nèi)，在進行記錄的過程中，室內(nèi)的溫度差不能超過1℃的1/5，同時，濕度也不能大于80%，以保證檢定結果的準確性。

1.3 測量的方式

在選擇檢定砝碼的電子天平時，直接通過加載和卸載的方式來開展工作，并分段測量記錄天平的示數(shù)和砝碼銘牌上的差，從而保障下一步工作的展開。在進行檢定的過程中，需要注意砝碼在使用時不能用手捏，只能通過鑷子夾取或者是佩戴手套拿??；禁止接觸具有腐蝕性的物質(zhì)；不能碰撞或者墜落等。通過規(guī)范的操作來進一步確保數(shù)據(jù)的準確性。

2 電子天平的不確定度計算

在進行檢定時，只能通過銘牌等信息來進行估算，一般都會通過對其不確定度的評估來得到結果?，F(xiàn)在筆者對電子天平的不確定度計算進行分析。

2.1 電子天平的不確定度估評

在進行電子天平不確定度估評時，需要進行重復性測評。重復性測評主要是減少檢定誤差，進一步提高工作的質(zhì)量。重復性的頻率可以根據(jù)天平的最大允許誤差來確定，根據(jù)《電子天平檢定規(guī)程》（JJG 1036—2008）中的相關要求，天平重復性誤差的極限是檢定分度值的1.5倍，可以采用極差法按均勻分布的處理方式來開展工作。在檢定過程中，要注意天平的偏載，天平偏載極限是檢定分度值的1.5倍[2]，這時，砝碼放在電子天平中心距離四角的1/3處最為合理。電子天平是一個秤量以后馬上進行記錄的工具，它的e=10d，推算下去，合成后的衡量儀器的不確定度約是0.46e。

2.2 |MPE|與天平檢定分度值e的關系

在進行檢定時很容易受到環(huán)境等因素的影響，故需要開展一些其他工作來進一步保障檢定的標準性。第一，砝碼需要進行空氣浮力修正，該工作可以通過計算完成。例如，E2等級的砝碼，其誤差不可以超過被檢定砝碼最大允許誤差絕對值的1/6。第二，砝碼不需要進行空氣浮力修正時，對于F1、F2等級的砝碼，其誤差不得超過被檢定砝碼的最大允許誤差絕對值的1/9[3]。在這個過程中，工作人員要遵守一切從實際出發(fā)的原則，根據(jù)實際情況來采取最合理的措施從而保障檢定結果的準確性。

2.3 電子天平用于檢定砝碼的不確定的分析

第一，在檢定砝碼質(zhì)量時，電子天平會顯示出被測定的砝碼質(zhì)量值，假設為I，被檢測的砝碼實際質(zhì)量值是M，標準砝碼的實際質(zhì)量值是m。電子天平顯示稱重的兩次砝碼質(zhì)量是I1和I2，在進行檢定時存在誤差，但由于在檢定時被檢定的砝碼標準質(zhì)量是一致的，它們之間存在的質(zhì)量差相當小，故天平在兩個砝碼的秤量最后顯示數(shù)據(jù)的誤差基本相同。從相關數(shù)據(jù)可以得出砝碼質(zhì)量的不確定度是由兩部分組成的：標準砝碼的不確定度及電子天平的不確定度?！霸谡麄€測量過程中，標準砝碼作為標準器，電子天平提供秤量服務，砝碼質(zhì)量最后現(xiàn)實的數(shù)據(jù)是被檢定的砝碼和標準砝碼之間的質(zhì)量差。”[4]檢定的砝碼和標準砝碼的標稱值是一樣的，質(zhì)量差可以將天平示數(shù)誤差對檢測結果的影響抵消掉，故在整個檢定過程中，電子天平誤差引入的不確定度不是衡量儀器不確定度的主要因素。第二，電子天平的不確定度是由4部分組成的，分別是重復引入的不確定度、數(shù)字式衡量儀器、偏載的不確定度及砝碼磁性引入的不確定度，這些因素都會對整個檢測結果帶來一定影響。

3 電子天平選擇中的誤區(qū)

3.1 對電子天平在不同用途上的不確定度理解不準確

在選擇電子天平時很大的一個誤區(qū)是不能正確理解電子天平在不同用途上的不確定度。在進行檢定時，不確定度與測量方法之間有很大聯(lián)系，這要求工作人員在檢定過程中要遵循一切從實際出發(fā)的原則。例如，電子天平用于給物質(zhì)稱重時，其不確定度主要是由天平的線性誤差造成的；當電子天平用于砝碼質(zhì)量檢定時，就不應該將誤差引起的重點放在天平的線性誤差上，而應對電子天平重復性引入不確定度進行思考分析。

3.2 分析的角度存在問題

在使用電子天平之前，普遍應用的是機械天平，這使得很多工作人員在工作時認為電子天平的檢定分度值和機械天平的檢定分度值一樣，錯誤的理念使得電子天平在工作過程中存在較多問題。工作人員要采用適合電子天平的不確定度來進行分析，進行數(shù)據(jù)計算后選擇正確的參數(shù)，這樣會使得工作更加可靠。例如，在檢定25kg砝碼時，如果是機械天平，可以選擇50kg、分度值是100mg的天平，但如果對電子天平采用一樣的標準的話，首先需要有實際分度值是10mg的電子天平，但這會使選擇的電子天平的準確等級過高，升級成本也較高，從而造成一些其他問題。

4 結語

電子天平相比其他測量工具具有更加快捷的優(yōu)勢，可以縮短檢定時間，提高檢定質(zhì)量。在選擇檢定砝碼的電子天平時不能只思考砝碼的問題，要綜合考慮多種因素。

參考文獻：

[1]霍永久，楊寶華，朱報平.檢定電子天平值得注意的問題[J].衡器，2015（2）：38-40.

[2]孫艷國.砝碼檢定中衡量儀器選擇實例[J].石油工業(yè)技術監(jiān)督，2014（6）：46-48.

[3]趙平原，朱報平.電子天平選擇問題的探討[J].衡器，2014（12）：25-29.

[4]蔡艷，王志平.1000kg F2等級砝碼標準裝置測量不確定度的評定[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2015（5）：93-125.