浅谈砝码检定时对电子天平的选择

许霞

摘 要：砝码是一种需要依靠衡量仪器来实现量值传递的固定实物量具，而电子天平是常用仪器。特别是在砝码检定时，对电子天平的量程、准确度等级、分辨力选择尤其重要。从电子天平合成不确定度估算得到，砝码的最大允许误差与天平最直观的参数检定分度值e之间为正比关系，并结合实例分析检定全量程砝码时选择的方案和需要考虑的问题。

关键词：砝码检定；电子天平；合成不确定度；检定分度值

中图分类号：TH715.1+1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.01.083

JJG 99—2006《砝码检定规程》7.2.2.1规定，检定砝码所用的衡量仪器的计量特性在测量之前要已知。如果被检砝码进行空气浮力修正，则其合成标准不确定度（即重复性、灵敏度、分辨力、偏载等的合成）应不得超过被检砝码质量最大允许误差绝对值的1/6；反之，则不得超过1/9.而在实际工作中，如何在未测量前根据砝码的准确度等级选择合适的衡量仪器，从而确保满足量值的传递需求。本文笔者将结合日常工作谈谈检定砝码时对电子天平的选择所遵循的一些原则。

1 电子天平引入的合成标准不确定度估评

在未测量的前提下，估算一台天平是否满足砝码检定需求，只能根据铭牌上的最大称量、最小称量、实际分度值d和检定分度值e这几个参数，对电子天平引入的合成不确定度uba（重复性、灵敏度、分辨力、偏载的合成）进行评估。评估原则：忽略灵敏度引入的分量（检定合格的天平其影响量很小），增大重复性和偏载引入的分量。估评后可得到合成不确定度与检定分度值e成正比，具体如下。

1.1 电子天平的合成标准不确定度的估评

1.1.1 重复性测试uw

该分量确定根据天平重复性的最大允许误差来确定：根据JJG 1036—2008《电子天平检定规程》5.5.2要求，天平重复性误差极限是检定分度值的1.5倍，采用极差法按均匀分布处理

的方式，则 .

1.1.2 天平的偏载uE

同理，电子天平的偏载极限是检定分度值的1.5倍，且砝

码放置在秤中心距离四角1/3处，则 .

1.1.3 天平的分辨力ud

电子天平为数字式衡量仪器，且e=10d，则 .

那么，合成后的衡量仪器不确定度 .

1.2 │MPE│與天平检定分度值e的关系

│MPE│为被检砝码最大允许误差绝对值。

1.2.1 砝码需要进行空气浮力修正

当砝码需要进行空气浮力修正时，比如E2等级砝码，则uba

不得超过│MPE│的1/6，即： ≥uba≈0.46e，e≤0.36│MPE│.

1.2.2 砝码不需要进行空气浮力修正

当砝码不需要进行空气浮力修正时，比如F1，F2，M1等级

砝码，则uba不得超过│MPE│的1/9，即： ≥uba≈0.46e，

e≤0.24│MPE│.

2 举例分析

有了这个正比关系，我们就可以只将砝码的最大允许误差值作为选择电子天平的初步依据，如表1所示。

基于表1数据我们发现，在实际砝码检定过程中，常见量程覆盖很广，可达到1～20 kg，而不同量程点对电子天平的合成不确定度要求不一样，例如一台量程为5 kg的电子天平不能满足全量程（1 mg～5 kg）21个检定点的要求，一般需要几台天平组合配套才能实现，如表2所示。

从表2中可以看出，砝码全量程的检定工作一般都需要采用不同量程、不同检定分度值天平的组合使用来完成。表2中所列的天平组合配套方案除了考虑最大称量是否能覆盖1 mg～5 kg外，还参照了表1中对检定分度值e的极限值要求。

在检定高等级砝码时，对配套使用的衡量仪器和检测环境要求都比较严格，一般的电子天平达不到精度要求，而需选用重复性更好、分辨力更高的质量比较仪来完成，通常也是按量程配套选用三四个质量比较仪。一般实验室配置了最高等级的砝码检定装置后，其他低等级的砝码也可用该套装置来建标，扩大检测范围，提升检测能力。

3 结束语

本文电子天平引入的合成标准不确定度采用了估评的方式，可作为检定砝码时对电子天平选择的参考。但在实际建标或者砝码检定时对不确定度的分析中，仍需严格按照JJG 1036—2008《砝码检定规程》的相关要求，并结合产品的技术参数来仔细评定衡量仪器引入的合成标准不确定度，提高检测的合理性、准确性和安全性。

参考文献

[1]中国计量科学研究院，云南省计量测试技术研究院.JJG 1036—2008 砝码检定规程[S].北京：中国计量出版社，2008.

[2]中国计量科学研究院，云南省计量测试技术研究院.JJG 1036—2008 电子天平检定规程[S].北京：中国计量出版社，2008.

[3]江苏省计量科学研究院，中国计量科学研究院，北京理工大学，等.JJF 1059.1—2012 测量不确定度评定与表示[S].北京：中国计量出版社，2012.

〔编辑：刘晓芳〕