淺析實驗室天平的日常管理與期間核查

（石河子質(zhì)量與計量檢測所，新疆石河子市，832000）李文綺

（新疆農(nóng)墾科學(xué)院，農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，新疆石河子市，832000）賈文婷 李自芹

天平在工業(yè)和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的質(zhì)量量值傳遞、物體質(zhì)量和體積測量中廣泛應(yīng)用[1-2]，承擔(dān)著大量的化學(xué)分析、工業(yè)計量、貿(mào)易結(jié)算及量值傳遞工作，天平計量性能關(guān)系到檢測精準、結(jié)算公平與產(chǎn)品質(zhì)量。為使天平的計量性能得到有效控制，天平的使用、管理人員應(yīng)熟悉天平結(jié)構(gòu)原理、等級劃分、使用注意事項以及檢定或校準與期間核查等常識，掌握的尺度和操作的熟練性，直接關(guān)系天平秤量的準確性、參數(shù)的可靠性。

1 天平的等級與檢定分度值

天平根據(jù)結(jié)構(gòu)、原理、用途有很多種類，有機械天平、電子天平、架盤天平、扭力天平和液體相對密度天平等，還可分為普通天平和分析天平，甚至按等級可進一步細分。為了能夠選用科學(xué)合理的天平，天平使用人員應(yīng)根據(jù)使用要求，確定選用天平的型號和等級。天平的檢定分度值e是用來評定其準確度級別和最大允許誤差主要的參數(shù)，有些天平受結(jié)構(gòu)原理的限制只有一個等級，如架盤天平為Ⅲ級，而機械天平由檢定分度值e和最大秤量可確定天平的檢定分度數(shù)n，再根據(jù)檢定分度數(shù)進一步細分等級[1-4]。

實驗室配備和使用天平的關(guān)鍵是確定天平的檢定標尺分度值e。生產(chǎn)天平的廠家眾多，存在天平性能指標的標識不規(guī)范、不統(tǒng)一的現(xiàn)象，如不標注等級，或不標注實際分度值d、檢定分度值e，給實驗選擇合適的天平帶來了不便。如果天平的最大示值誤差均不大于1d，即e=d，而多范圍、多分度的天平很常見，實際分度值d又多不等于檢定分度值e。除了e=d以外的情況均稱為e≠d，其中以e=l0d最為常見，如果各項參數(shù)指標最大示值誤差均小于10d，即e=l0d；有時需根據(jù)具體情況確定e=5d、e=2d或其它。天平的相關(guān)國家標準和檢定規(guī)程、校準規(guī)范通常規(guī)定檢定分度數(shù)n按l×l0k或2×10k或5×10k(k為正整數(shù)、負整數(shù)或零)的形式劃分[1-5]。我們在實際應(yīng)用中，如何選擇符合稱量精度要求的天平，要以天平的檢定分度值(e)為準，而不是其分度值(d)，對于機械天平，只有當(dāng)一個天平的檢定標尺分度值e與實際標尺分度值相等時，才可以用分度值。

2 天平的使用與維護

天平作為一種準確度要求比較高的儀器，一般應(yīng)按照標準、規(guī)范的要求配備。天平對環(huán)境、使用、維護等均有嚴格的要求，為使天平各個構(gòu)件處于平衡狀態(tài)，應(yīng)科學(xué)合理控制溫濕度等環(huán)境參數(shù)，并積極維護實驗室環(huán)境，保證使用環(huán)境的平衡性及穩(wěn)定性，促使天平測量結(jié)果的準確性提升，實驗室應(yīng)制定天平維護保養(yǎng)制度，一般可以按表1，對天平安裝、使用、維護保養(yǎng)進行要求，特殊情況應(yīng)按天平說明書規(guī)定。

表1 天平的安裝、使用、維護保養(yǎng)要求

3 天平的檢定與校準

為確保天平量值準確可靠，用于檢驗檢測、貿(mào)易結(jié)算，以及用于量值傳遞的天平，應(yīng)按使用要求定期檢定或校準。無論是新安裝的，還是因環(huán)境變化、位置移動，或為獲得精確測量，天平在使用前一般應(yīng)由專業(yè)的計量技術(shù)機構(gòu)，依據(jù)相應(yīng)國家計量檢定規(guī)程或校準規(guī)范檢定或校準。檢定或校準天平前，應(yīng)先進行系統(tǒng)檢查，確定天平的最小秤量、最大秤量、檢定分度值和準確度等級，確認天平讀數(shù)方便、清晰、穩(wěn)定。然后根據(jù)不同準確度等級的天平選用稱量砝碼，選取不得大于被檢天平在該載荷下最大允許誤差1/3的相應(yīng)級別或等別標準砝碼，且保證標準砝碼的量程覆蓋到天平的最大稱量范圍。

通常，天平各載荷點的最大允許誤差和示值重復(fù)性是必檢項目，按照檢定規(guī)程或校準規(guī)范的操作程序，選取空載、全載、最小稱量及影響天平誤差值的“拐點”等載荷點，可得到各載荷點的示值誤差和規(guī)定載荷點的重復(fù)性。天平的結(jié)構(gòu)原理不同，因此天平對應(yīng)的檢定規(guī)程和等級不同，對應(yīng)計量性能、檢定環(huán)境、檢定項目、檢定方法等均有差異，如電子天平檢定偏載誤差，機械天平檢定橫梁不等臂性誤差，架盤天平檢定游碼標尺稱量誤差，扭力天平檢定靈敏度等。

4 天平的期間核查

4.1 天平期間核查的實施

天平容易受環(huán)境條件、振動沖擊、使用不當(dāng)?shù)挠绊?，加上元器件老化、搬運或運輸?shù)仍?，即使按照?guī)程規(guī)范的要求定期溯源，也應(yīng)對所用天平進行期間核查。通過期間核查及時了解天平在兩次檢定或校準之間，各個荷載點的誤差和儀器計量性能變化情況及趨勢，發(fā)現(xiàn)并妥善解決問題，能夠持續(xù)保持天平實際應(yīng)用的準確性。

天平的期間核查是實驗室根據(jù)工作需求，使用人員在兩次檢定或校準之間，利用核查標準確定天平工作狀態(tài)的活動[6]。與檢定或校準不同，需要綜合考慮成本與風(fēng)險后，明確期間核查對象，制定期間核查計劃、期間核查方案，記錄期間核查的實施情況，并形成期間核查記錄和報告。天平的期間核查可按表2計劃實施。

表2 天平期間核查的計劃與實施

4.2 天平期間核查結(jié)果的判斷與應(yīng)用

通常，用被核查天平對應(yīng)載荷點的最大允許誤差MPE與期間核查結(jié)果比較，判斷期間核查結(jié)果是否滿意。核查標準的參考值為xs，期間核查的測量結(jié)果為xi，則滿足下列不等式：

期間核查結(jié)果滿意，否則不滿意。也可用核查曲線對期間核查結(jié)果進行控制，如圖1為實驗室一臺天平的期間核查曲線：

圖1 某天平期間核查曲線

圖1所示，x7已接近下限，此次期間核查結(jié)果雖然滿意，但是已接近下限值，應(yīng)增加核查頻次，及時采取預(yù)防措施，必要時重新檢定或校準，若核查結(jié)果不滿意（超出界限），則應(yīng)停止工作查找原因，并分析兩次核查之間的所有工作是否受到影響，及時采取糾正措施。通過期間核查曲線，能夠及時、方便了解天平示值變化，及環(huán)境條件、移動、預(yù)熱時間等因素對天平示值影響程度，進一步分析影響天平示值變化的隨機因素和系統(tǒng)因素，進而采取預(yù)防或糾正措施，保證天平示值處于穩(wěn)定受控狀態(tài)。

5 結(jié)論

天平是實驗室最基礎(chǔ)的儀器配置，也是日常生產(chǎn)和科研工作中最常用的儀器設(shè)備。天平的正確選用、日常維護保養(yǎng)、定期期間核查可有效提高其稱量準確度，延長天平的使用年限。生產(chǎn)企業(yè)、檢測機構(gòu)通過留樣再測、人員比對等質(zhì)量控制方式，可以公正、科學(xué)的反映實驗室的運行情況，保證各類檢驗檢測工作的質(zhì)量，更能有效提升實驗室技術(shù)能力和管理水平。