[02-19] 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(jiǎn)稱天平）作為非常重要的測(cè)量?jī)x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(jì)量器具，使用一段時(shí)間后其計(jì)量性能與原設(shè)計(jì)的指標(biāo)或多或少都會(huì)產(chǎn)生偏離，為此非常有必要對(duì)其計(jì)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(dòng)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。本人結(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(shí)間:
　
　天平在檢定室的存放時(shí)間對(duì)天平的檢定結(jié)果的影響是不可忽視的問(wèn)題。對(duì)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(shí)間:
　
　天平的預(yù)熱時(shí)間是保證天平示值穩(wěn)定的關(guān)鍵。預(yù)熱時(shí)間的長(zhǎng)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(zhǎng)的預(yù)熱時(shí)間比較合適？這時(shí)就要根據(jù)各天平使用說(shuō)明書上的要求，同時(shí)天平的預(yù)熱時(shí)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(shí)間越長(zhǎng)。在達(dá)到說(shuō)明書規(guī)定的預(yù)熱時(shí)間后，才可開始檢定。
　
　（3）預(yù)壓:
　
　天平在停止工作一段時(shí)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)，檢定前最好用砝碼多次加載，否則天平進(jìn)程示值與回程示值之差將明顯增大。加載時(shí)不必在意稱量結(jié)果和回零情況。
　
　（4）讀數(shù)時(shí)間
　
　天平示值穩(wěn)定與否一般都有規(guī)定的符號(hào)在顯示屏上指示。當(dāng)示值穩(wěn)定時(shí)，穩(wěn)定指示燈（或符號(hào)）亮起，或不穩(wěn)定燈（或符號(hào)）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(shí)間成反比。天平從加載到穩(wěn)定實(shí)際上是一個(gè)振蕩平衡的過(guò)程(如下圖所示)。
　
　
　
　某一載荷
　
　載荷g
　
　穩(wěn)定范圍設(shè)定值（d）
　
　時(shí)間（s）
　
　 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(shí)，顯示屏上即顯示出穩(wěn)定的符號(hào)（或不穩(wěn)定符號(hào)消失）。但實(shí) 際上此時(shí)天平仍未完全穩(wěn)定，還要再經(jīng)過(guò)一段的時(shí)間才能逐漸趨于穩(wěn)定。這段時(shí)間的長(zhǎng)短與原來(lái)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(shí)讀取示值的時(shí)間一般不在穩(wěn)定符號(hào)出現(xiàn)（或不穩(wěn)定符號(hào)消失）后即進(jìn)行讀數(shù)，而是順延一定的時(shí)間后。每次讀數(shù)順延的時(shí)間應(yīng)相對(duì)的一致，即在天平穩(wěn)定符號(hào)出現(xiàn)（或不穩(wěn)定符號(hào)消失）后延長(zhǎng)一固定的時(shí)間讀數(shù)。這對(duì)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(guò)多年的比較認(rèn)為，天平按出廠時(shí)設(shè)定的穩(wěn)定范圍，當(dāng)實(shí)際分度值大于或等于1mg時(shí)，在穩(wěn)定符號(hào)出現(xiàn)或不穩(wěn)定符號(hào)消失后延長(zhǎng)3s讀數(shù)比較合適，對(duì)實(shí)際分度值等于0.1mg的天平，延長(zhǎng)5s讀數(shù)比較合適，而對(duì)實(shí)際分度值小于或等于0.01mg的天平，則延長(zhǎng)10s-30s讀數(shù)比較合適，讀數(shù)時(shí)注意每次間隔時(shí)間相同。
　
　（5）鑒別力的測(cè)試
　
　JJG-98-90 非自動(dòng)天平檢定規(guī)程第6.3.2.2條規(guī)定，天平鑒別力測(cè)試“在空載或加載時(shí)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(gè)外加載荷輕緩地放在天平上或從其上拿掉，此時(shí),原來(lái)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(cè)試，當(dāng)該稱量點(diǎn)的示值誤差不同時(shí)，同樣改變1.4d的載荷，效果會(huì)一致嗎？下面通過(guò)一個(gè)例子來(lái)說(shuō)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(cè)200g秤量點(diǎn)的鑒別力。
　
　當(dāng)天平內(nèi)分辨率足夠高時(shí)，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(shí)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(shí)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(shí)，則實(shí)際上等于加放了1.8d。顯然效果不同。也就是說(shuō)，此時(shí)天平的示值誤差影響了鑒別力的測(cè)試結(jié)果。
　
　根據(jù)R76國(guó)際建議的精神，在鑒別力測(cè)試時(shí)，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(guò)增減若干個(gè)0.1d的小砝碼來(lái)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(gè)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(shí)，在秤盤上逐一取下若干個(gè)0.1d的小砝碼，使天平示值改變?yōu)?99.9g，然后加放一個(gè)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(shí)天平的示值應(yīng)改變?yōu)?00.1g。
　
　
　3．結(jié)束語(yǔ)
　
　目前電子天平種類繁多,檢定時(shí)宜因天平而異，注意操作，才能正確評(píng)價(jià)天平的計(jì)量性能。