電子天平稱量準(zhǔn)確度的控制及核查方法

于賀君

唐山市計(jì)量測試所 河北唐山 063000

電子天平相比機(jī)械天平，具有更高的稱量性能，在各領(lǐng)域內(nèi)都有廣泛的應(yīng)用。電子天平能夠?qū)崿F(xiàn)物體的精密稱量，同時(shí)減少操作環(huán)節(jié)、降低稱量難度。但仍然不可避免的是，電子天平稱量過程中，由于操作因素、外部環(huán)境因素以及物理因素等，會影響天平的稱量準(zhǔn)確性。因此，需要對電子天平稱量準(zhǔn)確度的影響因素進(jìn)行分析，并關(guān)注準(zhǔn)確度的控制及核查。

1 影響電子天平稱量準(zhǔn)確度的因素

1.1 操作因素

（1）重力加速度影響。電子天平的工作原理，是通過傳感器的構(gòu)件感受稱量物質(zhì)的重力，從而對重力數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞和分析，改變電流信號，得出具體重量數(shù)據(jù)。因此，在重力加速度出現(xiàn)差異變化時(shí)，會對傳感器接收到的重力感應(yīng)造成影響。對于精確的物質(zhì)稱量，造成稱量結(jié)果的差異。地球不同區(qū)域內(nèi)的重力加速度存在著細(xì)微的變化，在稱量工作操作時(shí)，要對重力加速度的數(shù)值進(jìn)行考量，根據(jù)電子天平稱量區(qū)域內(nèi)的重力加速度采取補(bǔ)償措施。如操作過程中未考慮重力加速度的影響，或在進(jìn)行重力加速度補(bǔ)償時(shí)采用的是規(guī)定重力加速度，則可能無法保證稱量的準(zhǔn)確度[1]。

（2）水平影響。在操作電子天平時(shí)需要對水平調(diào)整器進(jìn)行狀態(tài)調(diào)整，如果忽視了水平狀態(tài)調(diào)整，就可能造成電子天平稱量準(zhǔn)確度差異。

（3）預(yù)熱時(shí)間影響。電子天平的工作性能以及設(shè)備的磁通量與天平內(nèi)部的電磁力平衡傳感器有關(guān)。而平衡傳感器會受到溫度變化的影響。在進(jìn)行電子天平操作時(shí)，如果缺乏提前預(yù)熱的過程，就會導(dǎo)致電子天平電磁力平衡傳感器受到內(nèi)部溫度增高的影響，發(fā)生一定程度的磁通量改變，當(dāng)磁通量出現(xiàn)變化時(shí)，流經(jīng)磁通量線圈中的電流會減小，會導(dǎo)致稱重結(jié)果的準(zhǔn)確度下降。

1.2 外部環(huán)境因素

電子天平的稱量環(huán)境，會對稱量準(zhǔn)確度造成較大的影響。一是室內(nèi)存在振動(dòng)或氣流波動(dòng)較大的情況，會對天平的稱量狀態(tài)造成影響，會導(dǎo)致天平產(chǎn)生氣流波動(dòng)或沖擊振動(dòng)。二是高壓傳輸網(wǎng)絡(luò)、高壓線等產(chǎn)生的靜電負(fù)荷也會影響電子天平的稱量準(zhǔn)確度。三是室內(nèi)溫度及空氣濕度范圍，需要保持相對的恒定。不穩(wěn)定的濕度以及溫度都會造成稱量差異。四是光照會產(chǎn)生一定的熱負(fù)荷，當(dāng)照明設(shè)備過于貼近操作臺或陽光直射到電子天平時(shí)，都可能影響稱量的準(zhǔn)確度。

1.3 物理因素

樣品自身的吸濕性以及揮發(fā)性、稱量過程中的靜電現(xiàn)象，都可能對電子天平的稱量準(zhǔn)確度造成影響。當(dāng)稱重樣品的稀釋性較強(qiáng)時(shí)，就會造成天平顯示值，隨著樣品的吸濕過程逐漸的增大；同理，樣品的揮發(fā)性較強(qiáng)時(shí)，隨著樣品的揮發(fā)過程，天平的顯示值會越來越小。稱重過程中，如果出現(xiàn)靜電現(xiàn)象，會引發(fā)微量、半微量以及分析等電子天平出現(xiàn)無法顯示準(zhǔn)確結(jié)果的問題，會對重復(fù)性實(shí)驗(yàn)造成嚴(yán)重的阻礙，影響電子天平的稱量準(zhǔn)確性。

2 控制及核查電子天平稱量準(zhǔn)確度的具體方法

2.1 嚴(yán)控電子天平使用環(huán)境

電子天平的工作環(huán)境要盡可能遠(yuǎn)離振動(dòng)和氣流波動(dòng)較大的環(huán)境，最好室內(nèi)只有一個(gè)出入口。整個(gè)工作環(huán)境內(nèi)的窗戶越少越好，有效防止空氣對流。同時(shí)要遠(yuǎn)離高壓傳輸網(wǎng)絡(luò)、高壓線等，容易產(chǎn)生靜電負(fù)荷影響的區(qū)域。保證電子天平工作環(huán)境內(nèi)的溫度及濕度恒定。正常電子天平的工作溫度范圍為5 攝氏度到40 攝氏度，溫度漂移值在1-2ppm 每攝氏度。正常的工作濕度范圍在25%-85%RH。電子天平要放置在無窗的墻邊，避免陽光直射影響，同時(shí)各類照明裝置都要與天平操作臺保持距離。為避免室內(nèi)氣流對天平準(zhǔn)確度的影響，要遠(yuǎn)離風(fēng)扇或空調(diào)等風(fēng)源，確保天平上方不存在直接氣流[2]。

2.2 規(guī)范電子天平操作維護(hù)

選擇電子天平的過程中，要考慮電子天平的具體型號以及稱重要求，同時(shí)考慮稱量區(qū)域內(nèi)的重力加速度。操作電子天平的過程中，要完成天平水平狀態(tài)的調(diào)整。在操作電子天平前，首先進(jìn)行電子天平充分預(yù)熱，確保電子天平內(nèi)部的磁鋼達(dá)到熱平衡狀態(tài)。停止天平單方向漂移的變化過程后，預(yù)熱結(jié)束。為避免樣品的吸濕性或揮發(fā)性影響稱量準(zhǔn)確度，盡可能的使用細(xì)頸容器儲存樣品，同時(shí)盡可能的縮短稱量時(shí)間。為消除靜電對稱量準(zhǔn)確度的干擾，要采用專門接地線，引入電源插座接地端。盡可能避免使用易產(chǎn)生靜電的塑料容器進(jìn)行稱量?；虿捎脤ｉT的消除靜電裝置，去除靜電的稱量干擾。

2.3 定期完成天平期間核查

為避免電子天平出現(xiàn)性能問題，不符合技術(shù)規(guī)范要求，要在電子天平設(shè)備兩次檢定之間進(jìn)行電子天平期間核查。核查周期根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行確定，一般每隔6 個(gè)月核查一次。期間核查并不是一般的功能檢查，主要是核查電子天平的示值誤差及重復(fù)性誤差，確保誤差處于誤差標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)。核查依據(jù)電子天平的說明書，采用1克、5 克、10 克、100 克及200 克的標(biāo)準(zhǔn)砝碼作為核查器具。核查示值誤差時(shí)，在電子天平正常工作條件下，分別稱量5 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)砝碼，并記錄天平的示值。該示值與標(biāo)準(zhǔn)砝碼之間的差異，為天平示值誤差。天平示值誤差標(biāo)準(zhǔn)為：稱重0 到50 克，誤差值在0.5 毫克以內(nèi)；稱重50 克到200 克，誤差值在1 毫克以內(nèi)。核查重復(fù)性誤差時(shí)，采用同一標(biāo)準(zhǔn)砝碼重復(fù)稱量5 次，記錄天平示值，以單次稱量的標(biāo)準(zhǔn)偏差表示重復(fù)性偏差，獲得天枰的重復(fù)性誤差值。天平重復(fù)性誤差標(biāo)準(zhǔn)值為0.1 毫克以下。將核查得出的示值誤差、重復(fù)性誤差與標(biāo)準(zhǔn)值對比。核查結(jié)果處于標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，則可判定電子天平的性能正常，符合準(zhǔn)確度規(guī)范要求[3]。

3 結(jié)語

電子天平稱量過程中，會由于操作因素、物理因素以及外部環(huán)境因素，影響天平的稱量準(zhǔn)確度。因此，控制電子天平稱量準(zhǔn)確度的過程中，要注意天平的使用環(huán)境，規(guī)范電子天平的操作維護(hù)，同時(shí)定期完成天平期間核查，確保電子天平性能正常，符合準(zhǔn)確度規(guī)范要求。避免多方面的準(zhǔn)確度影響因素干擾，提升電子天平稱量準(zhǔn)確性。