电子天平计量性能检定的分析

韩冬 姜抒辰

摘 要：随着科学技术的不断进步，新型电子天平计量工具开始出现在市场中，并逐渐取代了机械天平。电子天平在使用时可以使计量结果更加准确和稳定，在检测结果方面效果也很好。但随着人们对它的广泛使用，电子天平也渐渐开始出现各种偏差，影响了人们的使用。文章结合电子天平的工作原理，对电子天平中出现的各种误差展开分析，并提出有效的解决措施，以供参考。

关键词：电子天平；计量性能检测；分析

电子天平作为使用最广泛的现代计量器具，它的计量性能会随着长时间的使用慢慢下降，并跟原设计指标出现较大的偏差，但是国家检定规程对其相关的描述来说比较笼统，可操作性也比较差，使得从事电子天平计量检定的工作人员不能清晰透彻的理解这些相关规程。所以，有必要分析探讨电子天平的质量鉴定内容以及检测结果，并以此来制定检测电子天平性能的最佳方法，使之更符合使用要求。

1 电子天平的分级以及各项允差问题

随着电子天平在人们日常生活中的广泛使用，越来越多的厂家开始生产制造电子天平，当前有很多生产电子天平的厂家在生产电子天平的过程中标注了实际标尺的分度值d，但是对于检定分度值e却没有精确、详细的标注出来。出现这种现象的原因是很多厂家没有正确区分d和e之间的关系，甚至错误的以为二者是一样的含义，认为电子天平的测量精确值就是电子天平所能测量的最小值。在检定电子天平时，标尺分度值e是检定的关键，因为e在确定天平最大允许误差和准确度级别时发挥的作用最大。检定工作中有以下几种确定e值的情况：

（1）如果在检定过程中e=d，检定的各项参数指标的最大误差值都小于等于d，那么就可以认定为e=d。

（2）如果检定的最大示值误差均小于10d，那么就可以认定为e=10d。

（3）还可以根据实际情况来确定，比如d=0.2mg时，e=5d，当d=0.5mg时，e=2d。除了e=d这种情况，其它的都可以归结为e=10d。

2 检定中最重要的几项内容

2.1 检定过程中的最大允许误差

首先要进行开机预热，按照操作说明书对电子天平进行校对，使天平指针指向0位，让天平的载荷量从0开始向上加重，直到重量达到天平的最大承受量，再慢慢的减少载荷量，直到为0。其中载荷点在具体的电子天平检定过程中没有明确的规定，检定人员需要按照电子天平的实际情况来确定。过程中不能忽视的几个重点有：（1）全载状态。（2）空载状态。（3）电子天平的最小称量值（一级天平是固定值100e；二级天平，e的范围为1mg～50mg时为20e；当e≥0.1g时，为50e；三级天平是20e；四级天平是10e）。（4）分析拐点载荷的影响。一级天平的数值是50000e和200000e；二级天平的数值是5000e和20000e；三级天平的数值是500e和2000e等。

两种误差的计算分析：（1）当e≠d时，根据公式E=I-L来计算示值误差，I是天平指针指示的数值，L是天平称盘上实际的载荷量，E为天平示值误差。（2）当E=d时，根据公式E=I-L+0.5d-ad来计算示值误差。ad是天平上的载荷，主要是用来给天平凑整盘，d是电子天平的实际标尺。上述两种情况中计算出来的载荷点误差都不能大于规定的允许误差。

2.2 检定电子天平的鉴别力和灵敏度

如果将要检测的天平是半自动或者自动的，则可以不用检测天平的灵敏度这一项。电子天平的灵敏度也就是分度灵敏度，它和天平的相应载荷检定分度值是相等的。在e≥1mg时，我们可以利用有负载的或者空载的处于平衡状态的电子天平，加上去或者拿下来数字标尺1.4倍的外加载荷，整个过程中动作必须要轻拿轻放，做完后，电子天平的数值就会发生变化。

2.3 电子天平重复性的检定方法

检定电子天平的重复性时需要使天平保持加载或者空载的状态。加载主要有半载和全载这两种。检定中要认真读取和记录平衡位置的数据，每一次加载完之后都要进行清零。测量重复性要求在加载同样的载荷时，每次测量结果的差值不能大于最大的允许误差。

2.4 检定四角误差

四角误差就是标准天平在最大载荷状态下用最大示值减最小示值所得。

2.5 检定配衡

检定配衡误差时要选择两个固定的载荷点，分别是13max和23max。在加载同样的载荷时，每次测量结果的误差都不能大于最大的允许误差。

3 分析电子天平检定结果出现误差的原因和具体的解决方法

3.1 天平校准中出现的问题

校准问题主要包括内容校准和外部校准。在电子天平刚刚选购进来的时候，开机后显示为0，不能就证明天平在称量物体的时测量的数值十分精确，只能说明天平达到了合格线而已。在真正使用前，必须要认真阅读说明书，严格按照要求仔细操作，正确校对电子天平。

3.2 电子天平的最佳存放时间以及水平调整的问题

电子天平主要存放在检定室内，在送检之前，需要将其开箱存放在实验室中24h以上，使其內部的机械结构达到平衡状态，天平的温度要和周围环境温度达到一致，并将天平的水准器调节到平衡状态下，做好上述一系列的工作，才会确保天平的鉴定结果不受影响。

3.3 天平预热问题的处理

电子天平的预热非常关键，其中预热的时间直接影响到天平是示值的稳定。只有做好天平的预热工作，使天平内部的磁钢构造达到热平衡状态，才能实现天平的真正平衡。另外，天平预热时间不仅和天平的检定分度值有关，还要考虑到各生产厂家的天平性能问题。工作人员要严格按照天平使用说明书以及过去的检定经验来对天平进行预热。预热工作做完后，接下来就要做去皮和回零工作，让天平的显示值显示为0，之后天平才能正式使用。当前许多电子天平都把变压器移到了天平的外面，就是为了减少发热零件由于发热给天平测量带来的影响，变压器独立之后，对传感器的影响就大大的降低了，从而提高了天平测量的准确性。

3.4 天平预压问题的处理

如果电子天平工作完后静止了一段时间，一般情况下电子天平会进入休眠状态，当再次工作时，就难免会出现测量不准确的情况，因此需要我们对休眠之后的电子天平进行预压工作（加载时不必在意称量结果和回零情况），这样可以明显减小天平进程示值和回程示值之间的差距。做好天平的预热工作后，给天平施加最大承重量的砝码或物体，一会儿再将其卸载下来，之后再放上去、再卸下来，这样循环10次，就可以使传感器的弹簧片恢复到工作状态，从而确保测量的准确性。

参考文献

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[2]杨华，张胜雪.关于电子天平计量的检定分析[J].计量与测试技术，2012，9：37-39.