導(dǎo)致電子天平檢定結(jié)果差異原因分析

 1.前言

    電子天平（以下簡稱天平）作為非常重要的測量儀器，如今己廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)、科研、貿(mào)易等領(lǐng)域，及日常生活中。但作為計量器具，使用一段時間后其計量性能與原設(shè)計的指標(biāo)或多或少都會產(chǎn)生偏離，為此非常有必要對其計量性能進(jìn)行定期檢定。目前檢定的主要技術(shù)依據(jù)為JJG 98-90非自動天平試行檢定規(guī)程。但在規(guī)程規(guī)定的條件下，不同的檢定人員檢定結(jié)果仍然可能有所差異。結(jié)合自己多年的工作經(jīng)驗(yàn)，在此作些分析，謹(jǐn)供參考。

    2.導(dǎo)致檢定結(jié)果差異的原因

    （1）存放時間:天平在檢定室的存放時間對天平的檢定結(jié)果的影響是不可忽視的問題。對送檢的天平，建議檢定前在檢定室開箱存放至少24h以上，使天平內(nèi)部的機(jī)械機(jī)構(gòu)達(dá)到一定的平衡，也使天平整機(jī)及稱室的溫度與環(huán)境溫度相平衡。

    （2）預(yù)熱時間:天平的預(yù)熱時間是保證天平示值穩(wěn)定的關(guān)鍵。預(yù)熱時間的長短除與天平的檢定分度值和檢定分度數(shù)有關(guān)外，還與各廠家的天平性能有關(guān)。規(guī)程第18條規(guī)定天平檢定前應(yīng)預(yù)熱0.5h以上，但0.5h以上多長的預(yù)熱時間比較合適?這時就要根據(jù)各天平使用說明書上的要求，同時天平的預(yù)熱時間和天平的精度有密切的關(guān)系，一般情況下，天平精度越高，預(yù)熱時間越長。在達(dá)到說明書規(guī)定的預(yù)熱時間后，才可開始檢定。

    （3）預(yù)壓:天平在停止工作一段時間后可能進(jìn)入休眠狀態(tài)，為使天平盡快進(jìn)入工作狀態(tài)，檢定前用砝碼多次加載，否則天平進(jìn)程示值與回程示值之差將明顯增大。加載時不必在意稱量結(jié)果和回零情況。

    （4）讀數(shù)時間：天平示值穩(wěn)定與否一般都有規(guī)定的符號在顯示屏上指示。當(dāng)示值穩(wěn)定時，穩(wěn)定指示燈（或符號）亮起，或不穩(wěn)定燈（或符號）消失。穩(wěn)定的范圍一般都是分檔可調(diào)，穩(wěn)定范圍的設(shè)置與顯示屏上的出現(xiàn)的穩(wěn)定示值時間成反比。天平從加載到穩(wěn)定實(shí)際上是一個振蕩平衡的過程。

    振蕩波形的振幅逐漸減小達(dá)到原先所設(shè)定的穩(wěn)定范圍時，顯示屏上即顯示出穩(wěn)定的符號（或不穩(wěn)定符號消失）。但實(shí)際上此時天平仍未*穩(wěn)定，還要再經(jīng)過一段的時間才能逐漸趨于穩(wěn)定。這段時間的長短與原來天平所設(shè)定的穩(wěn)定范圍有關(guān)，也和天平的檢定分度值有關(guān)。為此，我們檢定天平時讀取示值的時間一般不在穩(wěn)定符號出現(xiàn)（或不穩(wěn)定符號消失）后即進(jìn)行讀數(shù)，而是順延一定的時間后。每次讀數(shù)順延的時間應(yīng)相對的一致，即在天平穩(wěn)定符號出現(xiàn)（或不穩(wěn)定符號消失）后延長一固定的時間讀數(shù)。這對分度值較小的微量天平、超微量天平的檢定更為重要。本人經(jīng)過多年的比較認(rèn)為，天平按出廠時設(shè)定的穩(wěn)定范圍，當(dāng)實(shí)際分度值大于或等于1mg時，在穩(wěn)定符號出現(xiàn)或不穩(wěn)定符號消失后延長3s讀數(shù)比較合適，對實(shí)際分度值等于0.1mg的天平，延長5s讀數(shù)比較合適，而對實(shí)際分度值小于或等于0.01mg的天平，則延長10s-30s讀數(shù)比較合適，讀數(shù)時注意每次間隔時間相同。

    （5）鑒別力的測試：JJG-98-90非自動天平檢定規(guī)程第6.3.2.2條規(guī)定，天平鑒別力測試“在空載或加載時處于平衡狀態(tài)的天平上，把相當(dāng)于數(shù)字標(biāo)尺分度值1.4d的一個外加載荷輕緩地放在天平上或從其上拿掉，此時,原來的示值必須有所變化”。此處規(guī)定不夠明確。試想在某一稱量點(diǎn)進(jìn)行鑒別力測試，當(dāng)該稱量點(diǎn)的示值誤差不同時，同樣改變1.4d的載荷，效果會一致嗎?下面通過一個例子來說明：

某電子天平其檢定分度值e為0.1g，實(shí)際分度值d為0.1g（即e=d=0.1g），天平在200秤量點(diǎn)的示值為200.0g，測200g秤量點(diǎn)的鑒別力。

    當(dāng)天平內(nèi)分辨率足夠高時，天平秤盤上的載荷為200g，示值為200.0g。這200.0g實(shí)際上是天平模擬量示值經(jīng)數(shù)字化整后的結(jié)果顯示，此時其實(shí)際的模擬量示值可能是從199.96g到200.04g的任意值。設(shè)此時的天平示值誤差為-0.4d，若加放1.4d砝碼，則實(shí)際上只相當(dāng)于加放1.0d，其中0.4d用于抵扣-0.4d的誤差。而當(dāng)天平的示值誤差為+0.4d時，則實(shí)際上等于加放了1.8d。顯然效果不同。也就是說，此時天平的示值誤差影響了鑒別力的測試結(jié)果。

    根據(jù)R76建議的精神，在鑒別力測試時，判定秤盤上的載荷改變1.4d后示值是否變化，首先應(yīng)通過增減若干個0.1d的小砝碼來修正該稱量點(diǎn)的示值誤差，將示值誤差統(tǒng)一修正在-0.5d處，然后使載荷改變1.4d,進(jìn)行觀察。操作方法如下：（以上述天平為例）

    先將10個質(zhì)量相當(dāng)于0.1d的小砝碼放在秤盤上，按去皮鍵使天平顯示0.0g。放上200g標(biāo)準(zhǔn)砝碼，當(dāng)天平穩(wěn)定顯示200.0g時，在秤盤上逐一取下若干個0.1d的小砝碼，使天平示值改變?yōu)?span lang="EN-US">199.9g，然后加放一個0.1d的小砝碼，再將1.4d的砝碼一次性輕緩地加放在秤盤上，此時天平的示值應(yīng)改變?yōu)?span lang="EN-US">200.1g。

    3.結(jié)束語

    目前電子天平種類繁多,檢定時宜因天平而異，注意操作，才能正確評價天平的計量性能。