電子天平新舊版檢定規(guī)程對(duì)比分析及檢定實(shí)例

霍明星 谷文昊

【摘要】簡(jiǎn)要介紹了電子天平的應(yīng)用及定期檢定的重要意義，著重對(duì)比分析了2008版和2022版《電子天平》檢定規(guī)程在適用范圍、計(jì)量單位和檢定項(xiàng)目等方面的變化，通過實(shí)例詳細(xì)講解電子天平的檢定步驟、數(shù)據(jù)處理的過程和檢定結(jié)果分析，總結(jié)了檢定過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)。

【關(guān)鍵詞】電子天平；檢定；對(duì)比分析

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.01.055

Compare and Analyze the Old and New Verification Regulation of Electronic Balance

HUO Mingxing， GU Wenhao

（Shenyang Joint Logistics Support Center Drug Instrument Supervision and Inspection Station， Shenyang 110026， China）

Abstract： The application of electronic balance and the importance of regular verification are briefly introduced， analyzes the differences between the two versions of verification regulation of Electronic balance in verification item， unit and the scope of application， explains the steps of verification， data processing and the analysis of verification results through practical example in detail， summarizes several problems that should be paid attention.

Keywords： electronic balance； verification； comparative analysis

電子天平的檢定依據(jù)的是JJG 1036《電子天平》檢定規(guī)程。2022版檢定規(guī)程在2022年12月7日發(fā)布，2023年6月7日正式實(shí)施，代替了2008版檢定規(guī)程。按照《中華人民共和國(guó)計(jì)量法》要求，計(jì)量檢定必須依據(jù)現(xiàn)行有效的規(guī)程、規(guī)范，因而及時(shí)學(xué)習(xí)新版檢定規(guī)程十分必要。本文通過對(duì)比分析兩個(gè)版本的規(guī)程，發(fā)現(xiàn)存在較大的變化，現(xiàn)歸納整理如下。

1.1適用范圍的變化

2008版檢定規(guī)程適用范圍是全部的電子天平，而2022版檢定規(guī)程明確規(guī)定：本規(guī)程適用于檢定分度值e≥1 mg的電子天平。那么對(duì)于檢定分度值e<1 mg的電子天平，在引言中已也給出了溯源方法，即劃入質(zhì)量比較儀或電子天平校準(zhǔn)范疇。

1.2引用文件的變化

2008版檢定規(guī)程的引用文獻(xiàn)在計(jì)量性能要求、主要技術(shù)指標(biāo)等方面采用了國(guó)際法治計(jì)量組織（OMIL）的Non-automatic weighing instruments《非自動(dòng)衡器》中的相關(guān)內(nèi)容，而2022版檢定規(guī)程引用的文件包括OMILR76-1：2006《非自動(dòng)衡器第1部分：計(jì)量和技術(shù)要求測(cè)試》和OMIL R76-2：2007《非自動(dòng)衡器第2部分：測(cè)試報(bào)告格式》，并且新增引用JJG 99《砝碼》檢定規(guī)程和JJF 1229《質(zhì)量密度計(jì)量名詞術(shù)語及定義》。2022版檢定規(guī)程的引用更加明確、清晰，使閱讀者容易找到引用出處。

1.3最小秤量的定義

2022版檢定規(guī)程對(duì)于最小秤量定義是：一個(gè)規(guī)定的載荷值，小于該載荷值時(shí)稱量結(jié)果可能產(chǎn)生過大的相對(duì)誤差。相較于2008版檢定規(guī)程增加了“一個(gè)規(guī)定的載荷值”，使得“該載荷值”有了具體出處，語義更加明確，邏輯更加清晰。

1.4計(jì)量單位

2022版檢定規(guī)程增加了計(jì)量單位ct（carat，克拉）。ct是寶石貿(mào)易等特殊領(lǐng)域的法定計(jì)量單位，電子天平的米制計(jì)量單位g可以轉(zhuǎn)換成米制克拉ct（1 carat=0.2 g），解決了寶石貿(mào)易領(lǐng)域的專用天平無法計(jì)量檢定的問題。

1.5計(jì)量性能要求

2008版檢定規(guī)程對(duì)于檢定分度值e和實(shí)際分度值d的要求是：“d≤e≤10d，在一般情況下，檢定分度值e還應(yīng)服從e=10k kg，其中k為正整數(shù)、負(fù)整數(shù)或零?！倍?022版檢定規(guī)程增加了e≠d的前提條件，檢定分度值應(yīng)符合e=10kkg的規(guī)定；除此之外，還增加了當(dāng)e=1 mg時(shí)，允許d<0.1 mg，并給出例子。2022版檢定規(guī)程說明了d和e之間可以有更多的關(guān)系。

1.6增加對(duì)標(biāo)準(zhǔn)砝碼的要求

2022版檢定規(guī)程增加了對(duì)標(biāo)準(zhǔn)砝碼的要求：“應(yīng)配備一組滿足JJG 99要求的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，在檢定過程中如果使用砝碼的實(shí)際質(zhì)量值，則砝碼的擴(kuò)展不確定度不得超過相應(yīng)載荷最大允許誤差絕對(duì)值的1/3。如果檢定過程中使用砝碼的標(biāo)稱值，則砝碼的最大允許誤差不得超過相應(yīng)載荷最大允許誤差的1/3。”相較于2008版檢定規(guī)程而言，新版檢定規(guī)程要求標(biāo)準(zhǔn)砝碼必須檢定合格，符合JJG 99的要求，且在檢定過程中對(duì)使用砝碼的標(biāo)稱值和使用砝碼的實(shí)際質(zhì)量值都作了明確的規(guī)定，對(duì)如何選擇標(biāo)準(zhǔn)砝碼給予了清晰指導(dǎo)。

1.7增加檢定項(xiàng)目

2008版檢定規(guī)程有4個(gè)檢定項(xiàng)目，分別為外觀檢查、偏載誤差、重復(fù)性和示值誤差。2022版檢定規(guī)程在此基礎(chǔ)上增加了2個(gè)檢定項(xiàng)目，分別為置零準(zhǔn)確度和除皮稱量。除此之外，在重復(fù)性項(xiàng)目中首次檢定的測(cè)量次數(shù)增至10次。2008版檢定規(guī)程規(guī)定的測(cè)試次數(shù)是不少于6次。

1.8附加載荷ΔL的定義

當(dāng)d>0.2e時(shí)，應(yīng)先確定天平修約前的示值，消除任何包含在數(shù)字示值中的化整誤差。2022版檢定規(guī)程對(duì)于附加載荷ΔL有了明確的定義，即在天平上放置某一載荷L，記錄的示值為I，逐一加放相當(dāng)于0.1d的附加砝碼，直至天平的示值明顯地增加一個(gè)分度值（I+e），記錄加放在秤盤上的附加載荷ΔL。2022版規(guī)程明確地解釋了附加載荷的測(cè)量方法和來源。

1.9偏載誤差檢定中載荷加載位置

2022版檢定規(guī)程在電子天平偏載誤差檢定項(xiàng)目中重新規(guī)定了載荷加載位置，用長(zhǎng)方形秤盤和橢圓形秤盤示意圖代替了2008版規(guī)程中的正方形秤盤和圓形秤盤，使其更具有普遍意義和代表性，同時(shí)還修改了測(cè)量位置的序號(hào)，并對(duì)每個(gè)加載位置都做了清晰的標(biāo)記。除此之外，三角形秤盤的載荷加載位置的區(qū)域劃分有了較大的變化。2008版檢定規(guī)程將三角形秤盤劃分成4個(gè)區(qū)域，測(cè)量5個(gè)點(diǎn)，而2022版檢定規(guī)程則將三角形秤盤劃分為3個(gè)區(qū)域，測(cè)量4個(gè)點(diǎn)即可。2022檢定規(guī)程的載荷位置安排明顯更合理。

2.1檢定依據(jù)

JJG 1036—2022《電子天平》檢定規(guī)程。

2.2標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具

E2等級(jí)砝碼，2023年5月4日溯源于遼寧省計(jì)量科學(xué)研究院，檢定證書號(hào)：23030805196。檢定過程中使用砝碼的標(biāo)稱值，通過查看檢定證書和計(jì)算電子天平相應(yīng)載荷的最大允許誤差，確定砝碼的最大允許誤差不超過相應(yīng)載荷最大允許誤差的1/3，符合規(guī)程要求，該砝碼可以作為此電子天平的標(biāo)準(zhǔn)器具。溫濕度計(jì)：溫度分度值為0.1℃，濕度準(zhǔn)確度為2%。

2.3檢定方法

2.3.1檢定前準(zhǔn)備

天平預(yù)熱穩(wěn)定后，調(diào)整天平水平指示器的水泡處于中心位置，記錄環(huán)境條件溫度和濕度，按CAL（calibration，校準(zhǔn)的簡(jiǎn)稱）鍵，對(duì)天平自校準(zhǔn)，自校準(zhǔn)結(jié)束后用200 g砝碼進(jìn)行一次預(yù)加載。

1）外觀銘牌。根據(jù)《電子天平》檢定規(guī)程要求，對(duì)天平外觀進(jìn)行檢查，符合通用技術(shù)要求。通過查看銘牌獲得如下信息，型號(hào)：CPA225D，出廠編號(hào)：28390447，準(zhǔn)確度等級(jí)：〇Ⅰ級(jí)，生產(chǎn)廠家：sartorius，最大秤量（Max）：100 g/220 g，最小秤量（Min）：1 mg，檢定分度值（e）：0.1 mg，實(shí)際分度值（d）：0.01 mg（100 g）、0.1 mg（220 g）。具有法治計(jì)量管理標(biāo)志。根據(jù)規(guī)程計(jì)算出的最小秤量為：Min=100d=100×0.01 mg=1 mg。

兩個(gè)實(shí)際分度值將天平分為2個(gè)局部稱量范圍，且局部稱量范圍是根據(jù)所加載荷的增減自動(dòng)確定的，因此判定此電子天平為多分度天平。應(yīng)按照實(shí)際分度值d=0.01 mg、最大秤量Max=100 g，實(shí)際分度值d=0.1 mg、最大秤量Max=220 g兩個(gè)電子天平分別檢定。此次以實(shí)際分度值d=0.1 mg，最大秤量Max=220 g為例講解檢定方法。

2）判定電子天平級(jí)別。根據(jù)規(guī)程定義計(jì)算出電子天平的檢定分度數(shù)為：n=Max/e=220/0.001=2.2×105。通過《電子天平》檢定規(guī)程中的表2可知，符合〇Ⅰ級(jí)要求。

3）最大允許誤差。根據(jù)電子天平銘牌提供的信息和規(guī)程中〇Ⅰ級(jí)電子天平最大允許誤差要求計(jì)算如下：0≤m≤50 g時(shí)，最大允許誤差為±0.5e，即為±0.0005 g；50

為±1.5e，即為±0.0015 g。

2.3.2偏載誤差

2.3.4示值誤差

根據(jù)規(guī)程要求，選取1 mg、20 g、50 g、100 g、200 g和220 g 6個(gè)檢定點(diǎn)。先加放1 mg砝碼，記錄零點(diǎn)附近示值E0，卸載后逐漸往上加載檢定點(diǎn)載荷，直到加至天平的最大秤量，然后逐漸地卸下載荷，記錄電子天平示值，根據(jù)公式（1）計(jì)算每個(gè)點(diǎn)的誤差，根據(jù)公式（2）計(jì)算每個(gè)點(diǎn)的修正誤差Ec。

2.3.5置零準(zhǔn)確度

天平空載時(shí)按下置零鍵，待天平出現(xiàn)穩(wěn)定符號(hào)提示后，在天平秤量盤加放1 mg的小砝碼，穩(wěn)定后讀取天平示值I，按公式（1）計(jì)算誤差。

2.3.6除皮稱量

規(guī)程要求選取1/3最大量程到2/3最大量程的除皮載荷，因此選取標(biāo)稱值為100 g的砝碼，按要求選取試驗(yàn)載荷1 mg、 20 g、50 g、100 g、110 g 5個(gè)點(diǎn)。先將100 g載荷放置在秤盤中央，按tare鍵去皮，然后逐一加放試驗(yàn)載荷，記錄天平示值I，根據(jù)公式（2）、（3）計(jì)算誤差和修正誤差。

2.4檢定結(jié)果的處理

將上面的結(jié)果數(shù)據(jù)填到檢定結(jié)果中，建議將檢定結(jié)果數(shù)據(jù)以檢定分度值e表示，方便判定合格與不合格。通過比較檢定結(jié)果和最大允許誤差（MPE），檢定結(jié)果均小于最大允許誤差，電子天平檢定結(jié)果為合格。按照上述同樣的方法檢定實(shí)際分度值d=0.01 mg、最大秤量Max=100 g的另一個(gè)分度值的電子天平，檢定結(jié)果為合格。綜合以上檢定結(jié)果判定，此天平的檢定結(jié)論為合格，出具檢定證書。

2.5檢定注意事項(xiàng)

1）電子天平是精密儀器，對(duì)環(huán)境要求較高，應(yīng)放置在平穩(wěn)的臺(tái)上，不應(yīng)有震動(dòng)、電磁、氣流等影響量，檢定前應(yīng)先開機(jī)預(yù)熱1 h～3 h。由于電子天平多是外場(chǎng)檢定，因此必要時(shí)，請(qǐng)操作人員提前打開預(yù)熱。2）通過查看電子天平銘牌可知，檢定分度值e=1 mg，實(shí)際分度值d=0.01 mg，不滿足d>0.2e，因此計(jì)算示值誤差值時(shí)，無須確定天平化整前的示值。3）檢定電子天平前，先記錄電子天平的環(huán)境溫度，確保環(huán)境溫度相對(duì)穩(wěn)定，必要時(shí)可使用溫度控制設(shè)備，在檢定結(jié)束后，再查看室內(nèi)溫度。對(duì)Ⅰ級(jí)天平，檢定前后室內(nèi)溫差應(yīng)小于1℃，其他等級(jí)的天平溫差應(yīng)小于規(guī)定溫度范圍的1/5，且不大于5℃。環(huán)境溫差超過允許值需重新檢定。4）在示值誤差檢定項(xiàng)目中，要注意按順序加載、卸載。檢定電子天平時(shí)應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)完成所有項(xiàng)目的檢測(cè)，間隔時(shí)間不可太長(zhǎng)。5）在偏載誤差檢定項(xiàng)目中，如果每次卸載砝碼后，零點(diǎn)有偏差時(shí)不對(duì)天平清零。在天平重復(fù)性項(xiàng)目中，如果多次稱量之間的零點(diǎn)有偏差，應(yīng)對(duì)天平重新置零。6）用最小秤量1 mg砝碼示值和標(biāo)稱值之差計(jì)算零點(diǎn)附近誤差E0。7）在檢定除皮稱量項(xiàng)目時(shí)，規(guī)程要求試驗(yàn)載荷點(diǎn)必須包括：零點(diǎn)或零點(diǎn)附近、最小秤量、最大允許誤差轉(zhuǎn)換點(diǎn)對(duì)應(yīng)的載荷、最大秤量減除皮載荷，按照要求除皮載荷選擇100 g標(biāo)準(zhǔn)砝碼，天平的最大秤量減除皮載荷為120 g，由于所用的標(biāo)準(zhǔn)砝碼是E2等級(jí)，除去100 g的除皮載荷，剩余砝碼不能湊夠120 g載荷，因此選用了110 g的載荷點(diǎn)。解決方案是增加E2常用砝碼數(shù)量，以滿足檢定需要。

電子天平是非常精密的儀器，周圍的環(huán)境和使用人員的操作手法非常容易影響它的性能。電子天平的檢定不同于其他設(shè)備，具有較大的靈活性。每臺(tái)電子天平的量程、檢定分度值和實(shí)際分度值不盡相同，因此每檢定一臺(tái)電子天平都要重新設(shè)定檢定點(diǎn)，計(jì)算最大允許誤差。電子天平的檢定本身并不復(fù)雜，只是操作步驟和計(jì)算較為煩瑣，需要檢定員嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程逐步細(xì)心操作、耐心計(jì)算，才能高效完成檢定任務(wù)。2022版電子天平檢定規(guī)程已經(jīng)發(fā)布并實(shí)施，各檢定機(jī)構(gòu)要注意及時(shí)更新測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的檢定依據(jù)，及時(shí)參加新版規(guī)程的宣貫培訓(xùn)，按照新版檢定規(guī)程要求實(shí)施計(jì)量工作任務(wù)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]電子天平：JJG 1036—2022[S].

[2]電子天平：JJG 1036—2008[S].

[3]中華人民共和國(guó)計(jì)量法實(shí)施細(xì)則（2022年修正本）[A/OL].（2022-04-21）[2024-02-01].https：//www.samr.gov.cn/jls/zcfg/ jlfg/art/2023/art_41061647ce67439b948f1a7ff833bd97.html.

【作者簡(jiǎn)介】

霍明星，女，助理工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)獒t(yī)療設(shè)備的計(jì)量檢定和監(jiān)督管理。

通訊作者：谷文昊，男，高級(jí)工程師，學(xué)士，聯(lián)系電話：024-28837752。

（編輯：李加鵬）