力學(xué)計(jì)量?jī)x器檢定方式及細(xì)節(jié)問(wèn)題研究

尹雪，陳楠

（哈密市質(zhì)量與計(jì)量檢測(cè)所，新疆 哈密 839000）

力學(xué)是有關(guān)力、運(yùn)動(dòng)和介質(zhì)（如固體、液體、氣體、等離子體等），在宏觀、微觀下變化趨勢(shì)的學(xué)科。針對(duì)力學(xué)進(jìn)行研究室，通常以機(jī)械運(yùn)動(dòng)為主，包含物理、化學(xué)、生物運(yùn)動(dòng)的耦合現(xiàn)象。力學(xué)計(jì)量?jī)x器是指砝碼、天平、動(dòng)/靜態(tài)軌道衡等對(duì)目標(biāo)事物的各項(xiàng)力學(xué)特性進(jìn)行精確測(cè)量檢定的儀器。若要保證檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性，在操作過(guò)程中，必須重視各項(xiàng)細(xì)節(jié)，如此，檢測(cè)結(jié)果才能為研究提供依據(jù)。

1 力學(xué)計(jì)量?jī)x器檢定的有關(guān)概念

1．1 力學(xué)計(jì)量?jī)x器檢定概述

對(duì)力學(xué)計(jì)量?jī)x器進(jìn)行檢定，是指由法制計(jì)量部門或法定授權(quán)組織按照檢定規(guī)程，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，提供證明，目的在于確定測(cè)量器具的示值誤差是否滿足規(guī)定要求的活動(dòng)。按照ISO/IEC 17025:2005《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求》(GB/T 27025-2008檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求)，對(duì)“檢定”的定義為：“通過(guò)校驗(yàn)提供證據(jù)來(lái)確認(rèn)符合規(guī)定的要求?！逼渲械淖⒁馐马?xiàng)如下：第一，為了與計(jì)量?jī)x器的管理相銜接，檢定的目的是校驗(yàn)計(jì)量?jī)x器的示值與相對(duì)應(yīng)的已知量值之間的偏差，使其始終小于有關(guān)計(jì)量?jī)x器管理的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程或規(guī)范中所規(guī)定的最大允許誤差。第二，根據(jù)檢定的結(jié)果對(duì)計(jì)量?jī)x器作出繼續(xù)使用、進(jìn)行調(diào)查、修理、降級(jí)使用或聲明報(bào)廢的決定。任何情況下，當(dāng)檢定完成時(shí)，應(yīng)在計(jì)量?jī)x器的專門記錄上記載檢定的情況。國(guó)際計(jì)量組織對(duì)檢定給出的定義是：“查明和確認(rèn)計(jì)量器具是否符合法定要求的程序，它包括檢查、加標(biāo)記和(或)出具檢定證書?！本C上所述，力學(xué)計(jì)量?jī)x器檢定是一項(xiàng)動(dòng)態(tài)的、具備嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)的儀器示值標(biāo)準(zhǔn)審查工作，需要從業(yè)者謹(jǐn)慎對(duì)待。

1．2 對(duì)力學(xué)計(jì)量?jī)x器進(jìn)行檢定的主要方法

力學(xué)計(jì)量?jī)x器的“檢定”與“校準(zhǔn)”存在本質(zhì)上的差別，所謂校準(zhǔn)，是指“在規(guī)定條件下，為確定計(jì)量?jī)x器或測(cè)量系統(tǒng)的示值或?qū)嵨锪烤呋驑?biāo)準(zhǔn)物質(zhì)所代表的值與相對(duì)應(yīng)的被測(cè)量的已知值關(guān)系的一組操作”。換言之，“檢定”工作并非根據(jù)儀器的“已知標(biāo)準(zhǔn)值”進(jìn)行，而是檢定人員基于儀器制造過(guò)程的各項(xiàng)規(guī)格，對(duì)“已知標(biāo)準(zhǔn)值”進(jìn)行“確定”。與之相比，“校準(zhǔn)”是在“已知標(biāo)準(zhǔn)值”已經(jīng)存在的情況下，一切圍繞此值，對(duì)儀器出現(xiàn)的誤差進(jìn)行調(diào)整。因此，對(duì)力學(xué)計(jì)量?jī)x器進(jìn)行檢定時(shí)，絕不能按照“校準(zhǔn)”的方式進(jìn)行。如果儀器并沒(méi)有出現(xiàn)故障，整體處于正常狀態(tài)，則可以根據(jù)需要，對(duì)儀器整體或局部進(jìn)行檢定。在檢定過(guò)程中，需要遵循“通過(guò)分析計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)中的各項(xiàng)要求，對(duì)力學(xué)計(jì)量?jī)x器的總體檢測(cè)精度進(jìn)行評(píng)定分析，對(duì)照檢定結(jié)果參數(shù)”。此種檢定方法效率高、精度足，如果適當(dāng)增加檢定次數(shù)，可以起到修正儀器偏差的作用。但需要注意的是，檢定工作的前提在于力學(xué)計(jì)量?jī)x器本身不存在質(zhì)量問(wèn)題，否則，檢定結(jié)果參數(shù)會(huì)受到較大的影響。

2 力學(xué)計(jì)量?jī)x器檢定的細(xì)節(jié)問(wèn)題研討

2．1 力學(xué)計(jì)量?jī)x器檢定校準(zhǔn)內(nèi)容

（1）針對(duì)力學(xué)計(jì)量?jī)x器表面完整性的檢查。在力學(xué)計(jì)量?jī)x器檢定的細(xì)節(jié)問(wèn)題中，首要工作在于對(duì)力學(xué)計(jì)量?jī)x器表面的完整性（外觀）進(jìn)行校準(zhǔn)。主要方式為通過(guò)對(duì)標(biāo)示、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、儀表指針等進(jìn)行檢查，依據(jù)規(guī)范要求，做好檢定記錄。但是，針對(duì)儀器表面完整性的檢測(cè)并不僅僅停留在“表面”上，還需根據(jù)壓力表等儀器部位的外形狀況，對(duì)其真實(shí)性能進(jìn)行精準(zhǔn)分析，目的在于判斷儀器是否出現(xiàn)異常情況以及其他問(wèn)題。

（2）針對(duì)力學(xué)計(jì)量?jī)x器精準(zhǔn)度（誤差）的檢查。壓力表示值的誤差檢定是力學(xué)計(jì)量?jī)x器檢定工作的另一項(xiàng)校準(zhǔn)內(nèi)容。其重點(diǎn)在于，檢定人員必須嚴(yán)格按照刻度盤的數(shù)字要求展開(kāi)工作。需要注意的是，必須不打折扣地執(zhí)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)步驟，此外，結(jié)合實(shí)際情況，采用加壓或是降壓的方式，使目標(biāo)壓力表表盤指針的指向“回歸”正常的刻度區(qū)間內(nèi)。在此過(guò)程中，加壓或降壓的力度必須適當(dāng)，為了提升檢定精度，可以采用均勻敲擊壓力表外殼的方式，并及時(shí)記錄示值；對(duì)前后出現(xiàn)的數(shù)值差進(jìn)行計(jì)算后，予以記錄。

2．2 壓力表計(jì)量檢定的注意事項(xiàng)

壓力表是指以彈性元件為敏感元件，測(cè)量并指示高于環(huán)境壓力的儀表，是力學(xué)計(jì)量?jī)x器中不可或缺的重要組件。

其主要工作原理為，通過(guò)表內(nèi)的敏感元件（如波登管、膜盒、波紋管）的彈性形變，再由表內(nèi)機(jī)芯的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將壓力形變傳到之至臻，引起指針轉(zhuǎn)動(dòng)，顯示壓力。壓力表經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用，或是進(jìn)入新的環(huán)境后，機(jī)芯處會(huì)出現(xiàn)一些變形、磨損或是“不適應(yīng)”情況，此時(shí)，壓力表會(huì)產(chǎn)生多種誤差及故障。為了使其恢復(fù)原有的精準(zhǔn)度，避免出現(xiàn)量值傳遞失真的現(xiàn)象，應(yīng)該在更換或調(diào)整機(jī)芯之后，進(jìn)行全面的檢定。首先，對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行清潔，任何微小的雜物甚至灰塵，都會(huì)導(dǎo)致壓力表各個(gè)基件的磨損，造成壓力表無(wú)法正常工作，甚至是失靈、報(bào)廢。其次，如果力學(xué)計(jì)量?jī)x器安裝在測(cè)壓部位，則壓力表的檢定周期應(yīng)該控制在半年內(nèi)；如果設(shè)計(jì)生產(chǎn)安全、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面，對(duì)檢測(cè)設(shè)備具有更大的要求，則檢定周期必須更短。最后，如果測(cè)壓部位介質(zhì)波動(dòng)大、頻繁使用，且對(duì)準(zhǔn)確度的要求較高，需要進(jìn)一步縮短檢定周期，波紋管、波登管、膜盒等敏感元件在頻繁的使用過(guò)程中，均會(huì)出現(xiàn)性能下降的情況，故必須定期更換此類零件。

2．3 力學(xué)計(jì)量?jī)x器檢定過(guò)程中的注意事項(xiàng)

（1）通過(guò)螺釘控制對(duì)誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)。在很多情況下，力學(xué)計(jì)量?jī)x器的壓力表看似維持正常的運(yùn)行，但示值會(huì)存在“超差”現(xiàn)象。面對(duì)此種情況，進(jìn)行檢定工作時(shí)，技術(shù)人員需要對(duì)壓力表系統(tǒng)進(jìn)行全面檢測(cè)，采用調(diào)節(jié)螺釘?shù)姆绞剑`差。

（2）通過(guò)旋轉(zhuǎn)逆時(shí)針對(duì)誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)。檢定人員需要對(duì)每個(gè)檢定點(diǎn)的超差值進(jìn)行精確分析，當(dāng)指針歸零時(shí)，及時(shí)矯正，使壓力表系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)。如果壓力表的誤差超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)范圍，則檢定人員應(yīng)該及時(shí)旋轉(zhuǎn)逆時(shí)針，使拉桿以及齒輪夾角擴(kuò)大，從而達(dá)到調(diào)整誤差的目的。

（3）通過(guò)重新安裝指針規(guī)避誤差。造成壓力表超差問(wèn)題的主要原因?yàn)閴毫Ρ碇羔樀木瘸霈F(xiàn)問(wèn)題，或是系統(tǒng)支撐力度不足，或是初始指向發(fā)生偏移。此時(shí)，如果按照常規(guī)檢定方式進(jìn)行處理，很可能無(wú)法解決問(wèn)題。故可以通過(guò)重新安裝指針的方式，規(guī)避誤差。

2．4 提升力學(xué)計(jì)量?jī)x器檢定準(zhǔn)確性的有效方式

力學(xué)計(jì)量?jī)x器檢定工作的目的在于保證儀器的精確程度，使其能夠維持正常的工作狀態(tài)，為實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)際工作等提供精確的數(shù)據(jù)支撐。若要達(dá)到此目的，必須明確兩項(xiàng)前提條件：

（1）對(duì)力學(xué)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確認(rèn)。力學(xué)幾乎在各行各業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用，但是，不同行業(yè)、不同領(lǐng)域之間，如果力學(xué)計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)存在“行業(yè)偏差”，缺乏統(tǒng)一性，則力學(xué)計(jì)量?jī)x器的作用必將大打折扣。因此，確定力學(xué)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，并使各行各業(yè)的認(rèn)知水平趨于統(tǒng)一，如此一來(lái)，很多矛盾性的問(wèn)題即可迎刃而解。若是此問(wèn)題無(wú)法解決，則力學(xué)計(jì)量?jī)x器精確程度再高，檢定結(jié)果再準(zhǔn)確，也不會(huì)為行業(yè)發(fā)展提供幫助。基于此，一方面，力學(xué)計(jì)量體系需要進(jìn)一步完善，及時(shí)添加不同行業(yè)在發(fā)展過(guò)程中遇到的新問(wèn)題，記錄新的參數(shù)，使檢定參數(shù)更具參考意義；另一方面，我國(guó)有關(guān)部門需要完善有關(guān)的法律法規(guī)，將力學(xué)計(jì)量體系通過(guò)法律的形式予以確定，使力學(xué)計(jì)量同時(shí)具備科學(xué)性和法律效益。

（2）規(guī)范計(jì)量檢定過(guò)程。前文提到，針對(duì)力學(xué)計(jì)量?jī)x器的檢定工作與常規(guī)的“校準(zhǔn)”存在極大的差別，如果檢定人員缺乏足夠的認(rèn)知，在作業(yè)過(guò)程中按照錯(cuò)誤的理念執(zhí)行相關(guān)操作，必然會(huì)導(dǎo)致檢定結(jié)果出現(xiàn)偏差。因此，檢定人員必須經(jīng)過(guò)專業(yè)的培訓(xùn)。此外，檢定工作開(kāi)展之前，需要向相關(guān)部門提交申請(qǐng)報(bào)告，獲取資格后，在有關(guān)部門的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，方可進(jìn)行。為了保證檢定的準(zhǔn)確性，可以適當(dāng)提升檢定次數(shù)，將誤差控制在合理范圍內(nèi)或是盡量消除，只有如此，檢定工作才會(huì)具備實(shí)際意義。

3 結(jié)語(yǔ)

力學(xué)檢定是一項(xiàng)專業(yè)性極強(qiáng)的工作，涉及的儀器范圍較廣、復(fù)雜性較大、難度較高，要求從業(yè)者必須體系性的物理知識(shí)（尤其是力學(xué)知識(shí)）。如果不能達(dá)到此項(xiàng)要求，或是對(duì)有關(guān)力學(xué)原理的了解不夠深入，則檢定結(jié)果必然存在較大的偏差，為后續(xù)校準(zhǔn)工作和投入使用造成干擾。面對(duì)此種情況，熟知力學(xué)計(jì)量?jī)x器檢定的相關(guān)內(nèi)容，不斷完善檢定流程，能夠從根本上保證儀器的精準(zhǔn)度。