[02-19] 導致電子天平檢定結(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，如今己廣泛地應用于生產(chǎn)、科研、貿(mào)易等領域，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計的指標或多或少都會產(chǎn)生偏離，為此非常有必要對其計量性能進行定期檢定。目前檢定的主要技術依據(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。本人結(jié)合自己多年的工作經(jīng)驗，在此作些分析，謹供參考。
　
　
　 2．導致檢定結(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)部的機械機構(gòu)達到一定的平衡，也使天平整機及稱室的溫度與環(huán)境溫度相平衡。
　
?。?）預熱時間:
　
　天平的預熱時間是保證天平示值穩(wěn)定的關鍵。預熱時間的長短除與天平的檢定分度值和檢定分度數(shù)有關外，還與各廠家的天平性能有關。規(guī)程第18條規(guī)定天平檢定前應預熱0.5h以上，但0.5h以上多長的預熱時間比較合適？這時就要根據(jù)各天平使用說明書上的要求，同時天平的預熱時間和天平的精度有密切的關系，一般情況下，天平精度越高，預熱時間越長。在達到說明書規(guī)定的預熱時間后，才可開始檢定。
　
?。?）預壓:
　
　天平在停止工作一段時間后可能進入休眠狀態(tài)，為使天平盡快進入工作狀態(tài)，檢定前最好用砝碼多次加載，否則天平進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)定實際上是一個振蕩平衡的過程(如下圖所示)。
　
　
　
　某一載荷
　
　載荷g
　
　穩(wěn)定范圍設定值（d）
　
　時間（s）
　
　 振蕩波形的振幅逐漸減小達到原先所設定的穩(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 際上此時天平仍未完全穩(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定的穩(wěn)定范圍有關，也和天平的檢定分度值有關。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)過多年的比較認為，天平按出廠時設定的穩(wěn)定范圍，當實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，對實際分度值等于0.1mg的天平，延長5s讀數(shù)比較合適，而對實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。
　
?。?）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，把相當于數(shù)字標尺分度值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。試想在某一稱量點進行鑒別力測試，當該稱量點的示值誤差不同時，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，實際分度值d為0.1g(即e=d=0.1g)，天平在200秤量點的示值為200.0g，測200g秤量點的鑒別力。
　
　當天平內(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，此時其實際的模擬量示值可能是從199.96g到200.04g的任意值。設此時的天平示值誤差為-0.4d，若加放1.4d 砝碼，則實際上只相當于加放1.0d，其中0.4d用于抵扣-0.4d的誤差。而當天平的示值誤差為+0.4d時，則實際上等于加放了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國際建議的精神，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，首先應通過增減若干個0.1d的小砝碼來修正該稱量點的示值誤差，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標準砝碼，當天平穩(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)?99.9g，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，此時天平的示值應改變?yōu)?00.1g。
　
　
　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。