計(jì)量檢定中砝碼誤差與控制措施研究

李守芳

（全椒縣市場(chǎng)監(jiān)督檢驗(yàn)所，安徽滁州 239500）

0.引言

針對(duì)天平砝碼等檢定工具的重要輔助工具，國(guó)家的相關(guān)規(guī)定對(duì)天平砝碼檢定工作確立了特殊的規(guī)定，并明確了砝碼質(zhì)量檢定的周期和方式，以具體科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)為規(guī)范、精確地使用砝碼工具提供了標(biāo)準(zhǔn)參考。在具體實(shí)驗(yàn)或者工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，如果砝碼的質(zhì)量發(fā)生變化，其將對(duì)結(jié)果產(chǎn)生巨大的影響，甚至造成嚴(yán)重的實(shí)驗(yàn)或者生產(chǎn)事故。在實(shí)踐中，影響砝碼質(zhì)量精確度的因素有很多，其往往由操作人員、設(shè)備或者環(huán)境因素等造成，其誤差有時(shí)是可預(yù)見性的，有時(shí)難以預(yù)見，對(duì)此必須做好針對(duì)性的檢定工作，定制開展檢測(cè)，從而控制好砝碼的質(zhì)量，保證檢測(cè)準(zhǔn)確性。本文對(duì)計(jì)量檢定中常見的砝碼誤差種類進(jìn)行了分類介紹，并探究其原因，提出了詳細(xì)的解決措施。

1.計(jì)量檢定中常見砝碼誤差種類

受到各種復(fù)雜因素的限制，在具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中砝碼的檢定準(zhǔn)確度會(huì)受到一定影響，由此還會(huì)導(dǎo)致各種誤差，常見的檢定誤差主要有可預(yù)見性誤差和不可預(yù)見性誤差2種。通過(guò)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)積累測(cè)量人員能夠利用一些常見的測(cè)量工具分析并記錄誤差。由此，在具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)量能夠?qū)赡艹霈F(xiàn)的誤差有一個(gè)初步的了解和認(rèn)識(shí)，并在操作過(guò)程中盡量避免誤差，而對(duì)于不可預(yù)見的誤差，實(shí)驗(yàn)人員難以預(yù)料，且誤差出現(xiàn)的原因可能由實(shí)驗(yàn)人員導(dǎo)致，也可能由設(shè)備、環(huán)境因素導(dǎo)致。同一個(gè)實(shí)驗(yàn)在多次測(cè)量的過(guò)程中也可能出現(xiàn)各種難以預(yù)測(cè)的誤差，對(duì)此，必須做好對(duì)砝碼的計(jì)量檢定工作，將誤差影響程度降到最低水平。

就可預(yù)見性誤差來(lái)看，其最明顯的特點(diǎn)就是有章可循，有經(jīng)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)人員能夠有效規(guī)避。如測(cè)量人員通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)和檢定，可以將一些常見的誤差種類和造成原因記錄進(jìn)實(shí)驗(yàn)手冊(cè)中。實(shí)驗(yàn)人員在實(shí)驗(yàn)之前有一個(gè)充分的資料查閱過(guò)程，其能夠汲取前輩的經(jīng)驗(yàn)，事先了解可能出現(xiàn)的誤差并作出應(yīng)對(duì)。在參考實(shí)驗(yàn)手冊(cè)經(jīng)驗(yàn)記錄的基礎(chǔ)上，砝碼檢定工作的準(zhǔn)確度不斷提高。在檢定砝碼的過(guò)程中，天平工具自身的不平衡很容易造成數(shù)據(jù)誤差，如兩臂不平衡，而解決這種不平衡的方法非常簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)人員在開展實(shí)驗(yàn)測(cè)量前需要對(duì)天平兩臂的平衡進(jìn)行觀察，只有在保證兩臂平衡的基礎(chǔ)上才會(huì)開展后續(xù)的測(cè)量工作，由此可以有效解決測(cè)量不準(zhǔn)確的問(wèn)題。由此可以發(fā)現(xiàn)，可預(yù)見性誤差往往具有穩(wěn)定性[1]，其出現(xiàn)的頻率較高，誤差原因也較為簡(jiǎn)單，且實(shí)驗(yàn)人員手工操作天平會(huì)受到各種因素的影響，雖然砝碼會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。但是測(cè)量人員和測(cè)量工具本身就存在一個(gè)誤差值，而這個(gè)誤差值往往會(huì)被納入影響實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果的參考因素之中，檢測(cè)人員就會(huì)在嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)開展測(cè)量操作，避免出現(xiàn)誤差。

在開展實(shí)驗(yàn)測(cè)量的過(guò)程中還有各種難以預(yù)料的因素會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和測(cè)量的精準(zhǔn)度，并導(dǎo)致數(shù)據(jù)誤差。而使用天平工具開展測(cè)量實(shí)驗(yàn)本身就會(huì)受到周圍環(huán)境因素的影響。且不可預(yù)見性誤差的發(fā)生頻率往往較低，實(shí)驗(yàn)人員對(duì)此種誤差的認(rèn)識(shí)不足，缺乏相關(guān)的處理經(jīng)驗(yàn)。且不可預(yù)見性誤差的種類十分多樣，既沒有相同的特性也沒有發(fā)生規(guī)律，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)人員難以運(yùn)用自身的經(jīng)驗(yàn)解決，砝碼檢定工作的難度進(jìn)一步提高。對(duì)此，實(shí)驗(yàn)人員必須對(duì)不可預(yù)見性誤差有一定的心理準(zhǔn)備，并在準(zhǔn)確排查誤差種類的基礎(chǔ)上尋求相應(yīng)的解決措施，在排除人為和設(shè)備因素的基礎(chǔ)上進(jìn)一步減小實(shí)驗(yàn)環(huán)境和其他因素對(duì)測(cè)量精準(zhǔn)度的負(fù)面影響[2]。

2.砝碼計(jì)量檢定的誤差原因分析

2.1 人為誤差

在砝碼計(jì)量檢定工作中最常見的誤差成因就是人為因素。在具體的測(cè)量操作過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)人員會(huì)對(duì)砝碼的質(zhì)量進(jìn)行檢定，且讀取測(cè)量數(shù)值工作是由實(shí)驗(yàn)人員肉眼觀察，這就導(dǎo)致誤差值的出現(xiàn)。受到測(cè)量動(dòng)作和心理等多方面的影響，實(shí)驗(yàn)操作人員的測(cè)量操作會(huì)對(duì)實(shí)際數(shù)值產(chǎn)生一定影響，如肉眼讀取時(shí)產(chǎn)生的偏差未按實(shí)驗(yàn)步驟開展工具檢驗(yàn)造成的誤差，操作時(shí)將手部汗液殘留在砝碼上改變砝碼的質(zhì)量從而對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響等。同時(shí)，針對(duì)一些精細(xì)化的實(shí)驗(yàn)操作來(lái)說(shuō)，由于實(shí)驗(yàn)步驟復(fù)雜煩瑣，一旦實(shí)驗(yàn)操作人員未嚴(yán)格按照相關(guān)的實(shí)驗(yàn)規(guī)范和方法對(duì)操作進(jìn)行約束、對(duì)工具進(jìn)行檢驗(yàn)，就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差。除此之外，在開展砝碼檢定工作時(shí)，如果操作人員違規(guī)操作或未給予足夠的重視，就會(huì)影響砝碼檢定工作的準(zhǔn)確性，最終導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗或者其他更嚴(yán)重的后果。為了規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，必須充分重視人的作用，在規(guī)范工作步驟的基礎(chǔ)上加強(qiáng)培訓(xùn)，進(jìn)一步降低人為因素的影響。

2.2 裝置誤差因素

受到時(shí)間、空間、裝置擺放位置、收納方法的影響，計(jì)量器具的擺放位置會(huì)發(fā)生巨大的變化，而這也會(huì)導(dǎo)致砝碼檢定裝置出現(xiàn)一定的誤差，出現(xiàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。如實(shí)驗(yàn)臺(tái)面不夠平整，天平裝置未處于兩臂平衡的水平位置，后期在測(cè)量砝碼時(shí)就會(huì)導(dǎo)致誤差出現(xiàn)。同時(shí)，在實(shí)踐操作中，測(cè)量砝碼質(zhì)量的檢測(cè)工具十分多樣，如電子天平、等臂天平、不等臂天平等，如果天平?jīng)]有保持平衡，砝碼計(jì)量檢定工作就會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)。而對(duì)于不同的測(cè)量工具來(lái)說(shuō)，其使用方法和步驟存在巨大的差異，如果實(shí)驗(yàn)測(cè)量人員無(wú)法準(zhǔn)確把握各種天平計(jì)量工作的調(diào)試和使用方法，在測(cè)量砝碼質(zhì)量時(shí)就會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題。而針對(duì)天平工具的后期保養(yǎng)工作也會(huì)影響其平衡性，如過(guò)度使用造成的兩臂不平衡、清潔天平導(dǎo)致天平臂身摩擦，從而影響其平衡。另外，砝碼本身也會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，如部分實(shí)驗(yàn)室的砝碼使用時(shí)間較長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)使用其會(huì)有一定的磨損，表面附著的污漬物質(zhì)也會(huì)導(dǎo)致砝碼的質(zhì)量發(fā)生偏差。

2.3 環(huán)境誤差因素

環(huán)境影響十分常見，同時(shí)難以消除，其造成的一般是不可預(yù)見性的誤差。具體而言，溫度和濕度會(huì)給砝碼檢定工作造成影響。從溫度因素來(lái)看，由于季節(jié)和天氣變化，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的溫度變化較大，而砝碼物體表面吸附的物質(zhì)量和間接空氣密度都會(huì)發(fā)生一定的變化，同時(shí)，天平本身也會(huì)受到溫度的影響，其兩臂的平衡狀態(tài)在不同的溫度環(huán)境中會(huì)發(fā)生微妙的變化，天平本身的誤差值在不同的溫度環(huán)境中也會(huì)存在一定的差異。而濕度主要表現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)空氣的潮濕程度和水蒸氣的含量。在相對(duì)濕度較小時(shí)，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的空氣越干燥，而相對(duì)濕度越大，空氣越濕潤(rùn)，在不同的天氣和季節(jié)影響下，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)濕度不斷發(fā)生變化，而砝碼表面的水分子含量和水分子厚度也會(huì)發(fā)生變化，其會(huì)影響砝碼本身的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量，也可能附著在其上面對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響。

2.4 管理誤差

操作人員操作、設(shè)備問(wèn)題和環(huán)境變化會(huì)對(duì)砝碼計(jì)量檢定工作造成一定的誤差影響，而管理也是不容忽視的影響因素之一。在實(shí)踐操作中，實(shí)驗(yàn)人員需要嚴(yán)格按照相應(yīng)的工作流程和操作步驟展開檢測(cè)工作，如果其未嚴(yán)格按照步驟進(jìn)行操作，或是在操作過(guò)程中忽視各種可能導(dǎo)致誤差的因素，就會(huì)導(dǎo)致誤差值出現(xiàn)。從大部分檢定工作的管理現(xiàn)狀來(lái)看，其管理手段缺失、監(jiān)管機(jī)制建設(shè)不完善等都是導(dǎo)致誤差出現(xiàn)的重要原因。受到各種主客觀因素的影響，操作人員未能嚴(yán)格、規(guī)范地開展計(jì)量檢定工作，而管理層又缺乏相應(yīng)的監(jiān)督和懲罰機(jī)制，就會(huì)導(dǎo)致誤差出現(xiàn)。在嚴(yán)格規(guī)范人員操作行為、盡可能減小環(huán)境對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響的基礎(chǔ)上，還要定期檢查和更換檢定設(shè)備，以優(yōu)化砝碼檢定工作，避免出現(xiàn)各類違規(guī)操作的行為，控制好各種負(fù)面影響因素[3]。

3.誤差的控制措施

3.1 加強(qiáng)設(shè)備管理工作

設(shè)備因素是導(dǎo)致砝碼檢定誤差的一大重要因素，對(duì)此，為了將誤差值控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，必須做好設(shè)備管理工作，不斷提高對(duì)測(cè)量設(shè)備和工具的管理效率。首先，要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備環(huán)境的管理和控制工作。在充分考察各類設(shè)備的特性和保存放置要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行專業(yè)的存放管理，并定期對(duì)天平、鑷子等常見的工具進(jìn)行檢查，對(duì)其質(zhì)量、精準(zhǔn)度和設(shè)備磨損情況進(jìn)行校驗(yàn)，及時(shí)修復(fù)或者更換有問(wèn)題的設(shè)備。其次，要做好對(duì)設(shè)備的校準(zhǔn)工作。將設(shè)備調(diào)試在一個(gè)平衡、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)水平狀態(tài)是保證砝碼計(jì)量檢定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確真實(shí)的最根本措施，無(wú)論是將設(shè)備進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的封存保護(hù)還是使用設(shè)備、使用長(zhǎng)時(shí)間閑置的設(shè)備，都要堅(jiān)持對(duì)其進(jìn)行調(diào)整和檢驗(yàn)，對(duì)在靜置時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行考核，尤其是針對(duì)電子天平、等臂天平等設(shè)備，只有天平的兩臂保持在一個(gè)機(jī)械平衡的狀態(tài)，測(cè)量的數(shù)據(jù)才會(huì)更加準(zhǔn)確真實(shí)。三是要避免設(shè)備受到濕度、溫度和電磁氣流等因素的影響，對(duì)特殊的器材應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)管理并定期進(jìn)行檢查。

3.2 完善計(jì)量檢定的基礎(chǔ)工作

在開展針對(duì)砝碼的計(jì)量檢定工作之前，要開展相應(yīng)的基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作，針對(duì)新時(shí)代計(jì)量檢定工作的實(shí)際需求，要堅(jiān)持完善和優(yōu)化計(jì)量檢定的基礎(chǔ)工作。要做好清潔和擺放天平工作，操作員工要經(jīng)常擦拭天平，做好對(duì)設(shè)備的檢驗(yàn)和清潔工作，將各種粉塵和纖維處理干凈，并將天平擺放在平整的水平臺(tái)面上，從而保證天平器具的穩(wěn)定性。

3.3 消除誤差影響因素

面臨各種誤差因素的影響，在開展計(jì)量檢定工作之前就要對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查和調(diào)試，從而保證相關(guān)操作的精確度。一是要堅(jiān)持對(duì)天平兩臂的平衡狀態(tài)、示值、標(biāo)尺分度等進(jìn)行檢查，再對(duì)砝碼進(jìn)行檢查，以避免出現(xiàn)檢定誤差，同時(shí)，為了消除環(huán)境中溫度和濕度對(duì)檢定工作的負(fù)面影響，可以為實(shí)驗(yàn)室配備空調(diào)、溫度計(jì)和濕度計(jì)等設(shè)備，對(duì)檢定環(huán)境的溫度和濕度進(jìn)行檢查，并將其可能產(chǎn)生的數(shù)據(jù)偏差加入到具體的參考因素中，有效控制和消除各類誤差影響因素。二是要將實(shí)驗(yàn)室布置為溫度和濕度變化較小、避光的場(chǎng)所，避免外部光照等因素影響砝碼的質(zhì)量。同時(shí)還要堅(jiān)持開展周期性的檢查工作，積極按照相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)相關(guān)的環(huán)境因素進(jìn)行控制和檢查。三是在開展砝碼檢定的實(shí)踐過(guò)程中，還要堅(jiān)持對(duì)檢定人員進(jìn)行監(jiān)督和培訓(xùn)，嚴(yán)格按照各類實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢定砝碼的質(zhì)量，在規(guī)范操作的基礎(chǔ)上有效消除人為因素的影響，從而提高檢定工作質(zhì)量。

3.4 通過(guò)準(zhǔn)確測(cè)量和精確計(jì)算減少誤差

為保證計(jì)量檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性，還要通過(guò)精細(xì)化的測(cè)量和計(jì)算工作來(lái)減小誤差值。在測(cè)量過(guò)程中要對(duì)砝碼的體積值和密度等進(jìn)行檢查，并對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量值的浮力修正工作。如在修正空氣浮力時(shí)，要嚴(yán)格依照相關(guān)的實(shí)驗(yàn)規(guī)范來(lái)測(cè)量環(huán)境中的自然溫度、空氣濕度和壓力參數(shù)等，從而精確計(jì)算出空氣的密度值，避免砝碼出現(xiàn)檢定誤差。在計(jì)算的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)人員要充分考慮到各種影響因素并將其納入到計(jì)算中，實(shí)現(xiàn)精確計(jì)算。

3.5 加強(qiáng)對(duì)人員的培訓(xùn)和監(jiān)督

實(shí)驗(yàn)人員的操作也會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成影響，對(duì)此，必須按照國(guó)家計(jì)量檢定工作的相關(guān)規(guī)范和程序?qū)θ藛T進(jìn)行培訓(xùn)，并開展相應(yīng)的監(jiān)督工作，以定期考核評(píng)價(jià)的形式規(guī)范其實(shí)踐操作。一方面，要加強(qiáng)對(duì)操作人員專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)的培訓(xùn)，定期開展學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓操作人員對(duì)各種可能出現(xiàn)的誤差和問(wèn)題形成初步的認(rèn)識(shí)，并掌握相應(yīng)的解決辦法，以在具體的操作過(guò)程中有效消除各類負(fù)面因素的不良影響。通過(guò)上崗培訓(xùn)、定期培訓(xùn)學(xué)習(xí)和職業(yè)道德教育，工作員工對(duì)自己的工作職責(zé)有了更深入的認(rèn)識(shí)，對(duì)細(xì)節(jié)性操作失誤的關(guān)注度不斷提高，也嚴(yán)格遵守國(guó)家的相關(guān)規(guī)定，工作效率大幅提升。另一方面，要加強(qiáng)定期考核監(jiān)督工作?？己巳藛T堅(jiān)持從工作細(xì)節(jié)和日常監(jiān)督出發(fā)，在考核工作人員的日常操作的基礎(chǔ)上對(duì)其職業(yè)素養(yǎng)、誤差解決等進(jìn)行考察，并按照相應(yīng)的激勵(lì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)工作表現(xiàn)好的員工予以獎(jiǎng)勵(lì)，從而充分激發(fā)工作人員的積極性，在日常工作中認(rèn)真開展計(jì)量檢定工作。同時(shí)定期的考核和監(jiān)督也能避免工作員工玩忽職守、違背職業(yè)道德和違規(guī)操作等現(xiàn)象。

4.結(jié)語(yǔ)

導(dǎo)致天平測(cè)量不準(zhǔn)確的原因有很多，其中砝碼質(zhì)量變化造成的誤差最為明顯，而通過(guò)詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)和檢定分析，我們可以得知人為操作、設(shè)備因素和測(cè)量環(huán)境等都會(huì)對(duì)砝碼計(jì)量檢定的精確度造成一定負(fù)面影響。對(duì)此，為了保障準(zhǔn)確開展測(cè)量工作，必須開展好砝碼計(jì)量檢定工作，從而為后期工作實(shí)踐提供參考。在嚴(yán)格全面的國(guó)家規(guī)定的引導(dǎo)下，工作人員嚴(yán)格按照相關(guān)的測(cè)量規(guī)程和順序開展計(jì)量檢定工作，逐步排除各類影響砝碼計(jì)量準(zhǔn)確性的因素，為提高砝碼計(jì)量檢定工作的準(zhǔn)確性提供良好的測(cè)量環(huán)境，并以針對(duì)性的措施解決各類問(wèn)題，保證穩(wěn)定、精準(zhǔn)開展砝碼計(jì)量檢定工作。