试论检定砝码的电子天平的选择

王蕴莹

摘 要：随着科技和经济的快速发展，电子天平在生活中的应用越来越广泛。与其他测量工具相比，电子天平测量得更加准确。本文主要对电子天平检定中选择标准砝码中的要求、电子天平的不确定度的计算以及电子天平选择中的误区进行介绍，从而提高电子天平测量的准确度。

关键词：电子天平；检定；砝码；标准

中图分类号：TH715.11 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）08-0029-02

On the Selection of Electronic Balance for Checking Weights

WANG Yunying

（Municipal Quality and Technical Supervision， Inspection and Testing Center ，Kaifeng Henan 475000）

Abstract： With the rapid development of science and technology and economy， the electronic balance is becoming more and more widely used in life. Compared with other measuring instruments， the electronic balance is more accurate. This paper introduced the requirements of the standard weight， the calculation of the uncertainty of the electronic balance and the misunderstanding in the selection of the electronic balance， so as to improve the accuracy of the electronic balance test.

Keywords： electronic balance；verification；weights；standards

電子天平是一种经常被使用的仪器，主要被用于称重。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。在进行砝码检定时，砝码对电子天平的准确度等级、量程等都有较大影响，故需要合理选择检定砝码。本文主要对电子天平检定中选择标准砝码的要求、电子天平不确定度的计算及电子天平选择的误区进行分析。

1 电子天平检定中选择标准砝码的要求

1.1 选择标准的砝码

国家对砝码有一定的标准，在选择检定砝码的电子天平中选择F1等级的砝码，其范围是1mg～200g。根据《电子天平检定规程》（JJG 1036—2008）中检定电子天平的配备要求，标准砝码的扩展不确定度不得大于被检天平在该载荷下最大允许误差绝对值的1/3。[1]200g/F1级别的砝码MPG值为1mg，扩展不确定度是0.3mg，而50g/F1级别的砝码的MPG值是0.3mg，扩展不确定度是0.1mg。从这些数据可以看出，该级别的砝码是符合检定要求的。

1.2 选择合适的环境

环境对检定的结果也会造成一定影响，如温度、湿度等。故检定要一般选择在室内，在进行记录的过程中，室内的温度差不能超过1℃的1/5，同时，湿度也不能大于80%，以保证检定结果的准确性。

1.3 测量的方式

在选择检定砝码的电子天平时，直接通过加载和卸载的方式来开展工作，并分段测量记录天平的示数和砝码铭牌上的差，从而保障下一步工作的展开。在进行检定的过程中，需要注意砝码在使用时不能用手捏，只能通过镊子夹取或者是佩戴手套拿取；禁止接触具有腐蚀性的物质；不能碰撞或者坠落等。通过规范的操作来进一步确保数据的准确性。

2 电子天平的不确定度计算

在进行检定时，只能通过铭牌等信息来进行估算，一般都会通过对其不确定度的评估来得到结果。现在笔者对电子天平的不确定度计算进行分析。

2.1 电子天平的不确定度估评

在进行电子天平不确定度估评时，需要进行重复性测评。重复性测评主要是减少检定误差，进一步提高工作的质量。重复性的频率可以根据天平的最大允许误差来确定，根据《电子天平检定规程》（JJG 1036—2008）中的相关要求，天平重复性误差的极限是检定分度值的1.5倍，可以采用极差法按均匀分布的处理方式来开展工作。在检定过程中，要注意天平的偏载，天平偏载极限是检定分度值的1.5倍[2]，这时，砝码放在电子天平中心距离四角的1/3处最为合理。电子天平是一个秤量以后马上进行记录的工具，它的e=10d，推算下去，合成后的衡量仪器的不确定度约是0.46e。

2.2 |MPE|与天平检定分度值e的关系

在进行检定时很容易受到环境等因素的影响，故需要开展一些其他工作来进一步保障检定的标准性。第一，砝码需要进行空气浮力修正，该工作可以通过计算完成。例如，E2等级的砝码，其误差不可以超过被检定砝码最大允许误差绝对值的1/6。第二，砝码不需要进行空气浮力修正时，对于F1、F2等级的砝码，其误差不得超过被检定砝码的最大允许误差绝对值的1/9[3]。在这个过程中，工作人员要遵守一切从实际出发的原则，根据实际情况来采取最合理的措施从而保障检定结果的准确性。

2.3 电子天平用于检定砝码的不确定的分析

第一，在检定砝码质量时，电子天平会显示出被测定的砝码质量值，假设为I，被检测的砝码实际质量值是M，标准砝码的实际质量值是m。电子天平显示称重的两次砝码质量是I1和I2，在进行检定时存在误差，但由于在检定时被检定的砝码标准质量是一致的，它们之间存在的质量差相当小，故天平在两个砝码的秤量最后显示数据的误差基本相同。从相关数据可以得出砝码质量的不确定度是由两部分组成的：标准砝码的不确定度及电子天平的不确定度。“在整个测量过程中，标准砝码作为标准器，电子天平提供秤量服务，砝码质量最后现实的数据是被检定的砝码和标准砝码之间的质量差。”[4]检定的砝码和标准砝码的标称值是一样的，质量差可以将天平示数误差对检测结果的影响抵消掉，故在整个检定过程中，电子天平误差引入的不确定度不是衡量仪器不确定度的主要因素。第二，电子天平的不确定度是由4部分组成的，分别是重复引入的不确定度、数字式衡量仪器、偏载的不确定度及砝码磁性引入的不确定度，这些因素都会对整个检测结果带来一定影响。

3 电子天平选择中的误区

3.1 对电子天平在不同用途上的不确定度理解不准确

在选择电子天平时很大的一个误区是不能正确理解电子天平在不同用途上的不确定度。在进行检定时，不确定度与测量方法之间有很大联系，这要求工作人员在检定过程中要遵循一切从实际出发的原则。例如，电子天平用于给物质称重时，其不确定度主要是由天平的线性误差造成的；当电子天平用于砝码质量检定时，就不应该将误差引起的重点放在天平的线性误差上，而应对电子天平重复性引入不确定度进行思考分析。

3.2 分析的角度存在问题

在使用电子天平之前，普遍应用的是机械天平，这使得很多工作人员在工作时认为电子天平的检定分度值和机械天平的检定分度值一样，错误的理念使得电子天平在工作过程中存在较多问题。工作人员要采用适合电子天平的不确定度来进行分析，进行数据计算后选择正确的参数，这样会使得工作更加可靠。例如，在检定25kg砝码时，如果是机械天平，可以选择50kg、分度值是100mg的天平，但如果对电子天平采用一样的标准的话，首先需要有实际分度值是10mg的电子天平，但这会使选择的电子天平的准确等级过高，升级成本也较高，从而造成一些其他问题。

4 结语

电子天平相比其他测量工具具有更加快捷的优势，可以缩短检定时间，提高检定质量。在选择检定砝码的电子天平时不能只思考砝码的问题，要综合考虑多种因素。

参考文献：

[1]霍永久，杨宝华，朱报平.检定电子天平值得注意的问题[J].衡器，2015（2）：38-40.

[2]孙艳国.砝码检定中衡量仪器选择实例[J].石油工业技术监督，2014（6）：46-48.

[3]赵平原，朱报平.电子天平选择问题的探讨[J].衡器，2014（12）：25-29.

[4]蔡艳，王志平.1000kg F2等级砝码标准装置测量不确定度的评定[J].内蒙古科技与经济，2015（5）：93-125.