电子天平计量检定的几个问题

随着实验室应用的越来越普遍，电子天平（利用电磁力平衡重力原理制成的天平称之为电子天平）测量的准确性、可靠性也就愈为重要。早在１９９１年国家颁布实施的《ＪＪＧ９８－９０非自动天平计量检定规程》（试行）中，对电子天平计量检定的描述比较笼统，可操作性欠佳，这样使得从事电子天平计量检定工作的人员，在对规程的理解上并不十分透彻。尤其在评判一个电子天平的“合格与否”所掌握的尺度上不尽相同，使得仪器测量的准确性、参数的可靠性不能得到保证。为使电子天平在实际应用中的质量得到有效控制，本文就电子天平的计量检定以及应注意的问题与大家共同探讨。

１  如何对电子天平进行分级和判定其各项允差
    目前生产电子天平的厂家比较多，有个别厂家在产品说明中未能详细的标识其性能指标，或者是标识不规范、不统一，有的给出级别，有的不给出级别。比如有的电子天平明确了实际标尺分度值ｄ，而未标明它的检定分度值ｅ，这对于使用者来说会误以为ｄ＝ｅ，认为电子天平能分辨出zui小的值就是它本身能够称量的准确数值。而对于计量检定人员来讲，确定电子天平的检定标尺分度值ｅ非常关键，因为ｅ是用来评定其准确度级别以及zui大允许误差的依据：在计量检定中若各项参数指标的zui大示值误差均不大于１ｄ，我们确定ｅ＝ｄ；如果各项参数指标zui大示值误差均小于１０ｄ，我们确定ｅ＝ｌ０ｄ。有时还需根据具体情况而定，比如当ｄ：０．２ｍｇ时，ｅ＝５ｄ；ｄ：０．５ｍｇ时，ｅ＝２ｄ。总之，在对检定标尺分度值的划分上应按照以下形式：ｌ×ｌ０ｋ或２×１０ｋ或５×１０ｋｋ为正整数、负整数或零）。我们把除了ｅ＝ｄ以外的情况都归为≠ｄ，其中以ｅ＝ｌ０ｄzui为常见。以下是根据检定分度值ｅ来对电子天平进行等级划分及其zui大允许误差的归纳总结。
２  电子天平计量性能检定的主要内容
    在日常的周期检定和常规的产品质量检查中，一般需要检定以下几项内容：天平灵敏度、鉴别力的检定；天平各载荷点的zui大允许误差（称量线性误差）的检定；天平重复性的检定；天平的偏载或四角误差的检定；天平配衡功能的检定。
             表１  天平等级划分及zui大允许误差
    笔者认为对用于作为量值传递的标准电子天平来讲．判断其  误差标准应按“检定”的误差标准来判定。
２．１  电子天平灵敏度、鉴别力的检定
    电子天平的灵敏度一般指分度灵敏度，其在数值上应正好等于该天平相应载荷的检定分度值。对具有数字指示和自动或半自动校准装置的电子天平，可以免检该天平的灵敏度。当电子天平检定分度值ｅ≥ｌｍｇ时，可以测定其鉴别力，方法如下：在空载或加载时处于平衡状态的电子天平上，把相当于数字标尺分度值１．４倍的一个外加载荷（１．４ｄ），轻缓地加放在天平称盘上时
（或从其上取下），原来的天平示值必须有所变化。
２．２  电子天平各载荷点的zui大允许误差的检定
    首先开机预热，然后按照说明书的操作程序对电子天平进行校准（这一步很关键），校准完毕，显示零位。从零载荷开始，逐渐单调往上加载，直至加到天平的zui大称量值时，然后再逐渐单调卸载，直至零载荷为止。在检定过程中，由检定操作人员视天平具体情况选取载荷点（这在检定规程中未明确给出），但以下几个载荷点应必须进行检定：（１）空载。（２）全载。（３）zui小称量Ｍｉｎ（Ｉ级天平：１００ｅ；Ⅱ级天平：５０ｅ；Ⅲ级天平：２０ｅ；Ⅳ级天平：２０ｅ）。（４）影响天平误差值的“拐点”所对应的那些载荷，比如Ｉ级天平：５００００ｅ、２０００００ｅ；Ⅱ级天平：５０００ｅ、２００００ｅ；Ⅲ级天平：５００ｅ、２０００ｅ等。误差计算分两种情况：
    （１）ｅ≠ｄ时，示值误差计算公式应为Ｅ＝Ｉ－Ｌ（Ｅ：天平示值误差，Ｉ：天平指示值，Ｌ天平称盘上所加载荷）；
    （２）当ｅ＝ｄ时，示值误差计算公式应为Ｅ＝Ｉ－Ｌ＋（１２）ｄ－△Ｌ（ｄ：电子天平实际标尺分度值，ＡＬ：在天平称盘上为示值凑整而添加的载荷）。
    不论哪种情况，要求所得各载荷点的误差均小于规程中所规定的允许误差。
２．３  电子天平重复性检定
    电子天平重复性检定应在空载和加载状态下进行，加载的载荷有两种：一种是全载，一种是半载。要求检定中分别对加载和空载的平衡位置进行读数并记录，同时注意每加一次载荷均应返零一次。要求对同一载荷多次衡量结果之间的差值，不得超过天平在该载荷时的zui大允许误差的值。
２．４  电子天平偏载检定（四角误差检定）
    对于标准天平，试验载荷等于天平的zui大称量，其四角误差等于zui大示值减zui小示值。对于工作用天平，试验载荷等于天平zui大载荷的三分之一，其四角误差等于各点的示值与中心点的示值之差中的zui大者。
２．５  电子天平配衡功能的检查
    对于新购置的电子天平应检查其配衡功能，一般选取两个载荷点，即： （１３）Ｍａｘ，（２３）Ｍａｘ。在相同载荷下所得两结果之间的差值，不得超过该载荷时的zui大允许误差的值。
３  电子天平在检定中需要注意的问题
３．１  如何选取标准砝码
    选取的标准砝码可以是级砝码，也可以是等砝码，但它的误差（对于级砝码为质量允差，对于等砝码为检定精度）不得大于被检天平在该载荷下的zui大允许误差的１３。其次，标准砝码的量程能够覆盖到电子天平的zui大称量范围。
３．２  电子天平的免检问题
    （１）当ｄ≤１ｍｇ的电子天平，可以免检该天平的鉴别力；
    （２）当ｅ≠ｄ的电子天平，可免检该天平的鉴别力；
    （３）对于具有数字指示和自动或半自动校准装置的天平，可以免检该天平的灵敏度。
３．３  出具检定证书应规范化
    电子天平检定完毕后，应根据实际检定结果出具检定证书或检定结果通知书。笔者认为出具证书是一项非常严肃且应负法律责任的事情，首先格式要规范，内容须涵盖《ＧＪＢ２７２５－９６》中“４．１”要素的全部信息校准（检定）或测试的结果应准确、客观。