天平砝码检定分析

(无棣县计量测试检定所 山东 滨州 251900)

天平砝码时检测物体质量的重要器具，被广泛应用于实验室检测和工业生产。分析天平砝码检定的误差问题，探索提高检定精度的技术方法，保证天平砝码在测量物体质量时有较高精准度，这对有效开展实际工作有重要意义。

一、天平砝码检定误差的类型

(一)不可预见误差

在天平砝码检定过程中存在很多误差问题，有的误差可以参照经验得到解决，但有一些误差不可预见[1]。例如外界环境的改变会使天平砝码准确性受到不可预见的影响，这一类误差没有共同特点，检定人员也很难准确定义，缺少统一有效的解决办法，修正误差时也面临较大问题。除了外界环境，检定过程中的失误也不可预见。例如在检定天平砝码时很容易因人员操作不正确引发测量数值与实际质量有出入的现象。

(二)可预见性误差

可预见误差具备鲜明的特征，也就是天平砝码检定误差有迹可循。天平有多年发展历史，出现的误差通常具有相似性，在天平的整个发展史中都有迹可循。通过多年的实践与经验总结，人们逐渐对误差形成比较准确的看法，通过总结实践经验做出调整，分析误差，避免发生较大误差，同时为追寻天平砝码检定误差、分析误差等提供参考。因而在分析天平砝码检定的可预见性误差时，很多问题都有经验可以借鉴。

二、天平砝码检定技术方法

(一)交换衡量检定

交换衡量检定方法的使用流程为：第一，在天平的右盘放好被检定砝码B，在天平的左盘放上标称值相同的标准砝码A，开启天平，用IAB表示检定平衡。如果衡量倾角过大不能读数，则应将小标准砝码w添放到较轻的盘，平衡之后再检定[2]。第二，交换天平左右盘的所有砝码，开启天平，用IBA表示测定平衡，若倾角过大不能读数，则应将小标准砝码w添放到较轻的盘，达到检定平衡。第三，把小标准砝码r添放到较轻的盘，用于测定分度值，检定平衡位置，并用IBAr表示。第四，把r留在盘里，第二次交换左右盘的其他所有砝码，检定平衡位置，并用IABr表示。如果需要双次交换，流程相同，依次记录回转点、静止点，如实填写记录。

(二)替代衡量检定

替代衡量检定技术方法分为两种：一种是连续替代衡量检定，使若干被检定天平砝码组的标称值对应相等，放进任意盘，质量总和不能大于天平最大的称量值；配衡砝码T则放在另一个盘里，开启天平，连续两次静止点的读数或连续四个回转点的读数应记录下来，关上天平；把砝码盘里的标准砝码A1取出，放置和其称量值相同的B1，开启天平，若不平衡就要关掉天平，在较轻的盘添放小标准砝码w1，使其达到平衡。根据该流程依次检定、记录，直到被检定砝码B替代测量完毕。

另一种是单次替代衡量检定，先在天平的一盘中放上被检定砝码B，配衡砝码T则放进另一个盘，开启天平，用IB表示检定平衡位置；接着把被检定砝码B取出，放上标称值相同的标准砝码A，依旧使用T，开启天平，用IA表示检定平衡位置，如果发现天平衡量倾角过大不能读数，要把w添放到较轻的一盘，使其平衡；之后将r放进较轻的一盘，用IAr表示检定平衡位置；再把r留在盘里，用被检定砝码B替代A，用IBr表示检定平衡位置。若需要继续检定，可反复替代，如实记录度量值。

(三)大质量砝码检定

大质量天平砝码检定技术方法在工业生产中的应用较多，检定准确度对工业生产产量影响巨大，技术检定人员必须重视开展这项工作，提高大质量砝码检定水平。第一，平稳安放分析天平，在台面板的正中央放好防震设施，并做好定位符号，在台面板的恰当位置放好质量合适的标准砝码。

第二，调整分析天平，即观测计量杠杆，如果计量杠杆已经处于平衡状态，就可用手压下计量杠杆，使其指到示准器的极边位置，之后轻轻放开手，细致观察并记录整个过程中杠杆摆动幅度的大小。如果第一周期里杠杆和示准器上下边缘之间的距离不超过1mm，那么分析天平刚好达到平衡状态。第三，利用起重工具把待检定的砝码吊放到秤台面上，对好位置，避免发生位置不准或意外滑落的情况，之后轻轻吊起标准砝码，关注分析天平受到的影响，尽可能轻取轻放。第四，对于每一只被检定大质量砝码，应由同一名技术人员检定两次，两次结果的差值应小于砝码质量的三分之一，严格控制误差。第五，在检定校对中务必要小心谨慎，必须轻取轻放砝码，禁止砝码冲击或碰撞分析天平，一旦发生冲击或碰撞，必须从头开始重新检定大质量砝码。

三、天平砝码检定工作措施

(一)注重各项细节检定，控制砝码检定误差

在天平砝码检定工作中会有设备质量不合格、人为操作不规范、监督管理不到位等各种因素引发的误差，应加强控制。检定人员应丰富检定知识，明确误差的类型以及各种各样的影响因素，在检定时充分考虑，结合影响因素制定并严格执行检定工作制度，预防影响砝码检定结果的准确性。在重视设备与制度之外，检定人员还必须认识细节影响，从宏观与细节这两个方面加以强化，尽可能减少砝码检定误差，控制检定准确度。

(二)加强相关设备管理，做好检定准备工作

由于人们对天平的精度要求较高，所以在日常工作中必须加强对天平设备的管理，特别是检定人员要明确使用天平、保管天平的注意事项，科学合理地存放，避免因保管不当导致天平磨损，影响天平砝码检定工作质量。与此同时，定期清洁天平，消除残留的纤维、灰尘等。在开展砝码检定工作之前也要落实清洁工作、摆放工作，尽管检定人员会定期清洁，但在检定之前还要再次仔细擦拭，彻底清洁，并且确保在平整的位置上摆放天平，保证其始终处于水平位置，提升砝码检定精度。

(三)提升人员工作能力，强化检定监督管理

检定人员的工作能力与素质水平对天平砝码检定质量有直接影响，特别是对于可预见性误差，只要检定人员增强责任感，提高工作能力，严格按照规程与规范操作，保持注意力的高度集中，就能减少人为的数据读取错误。若检定人员存在生理性的视力偏差，在检定砝码时就必须佩戴合适的眼镜或其他辅助设备，提高视力准确性[3]。如果检定人员在天平砝码检定工作中没能严格遵守操作规范和要求，质量监督管理人员应加强监督和管理，规范检定人员砝码检定操作行为，同时设置有效的奖惩制度，只要在监督过程发现检定人员有违规操作现象，必须给予适当的处罚，降低人为因素对检定质量的影响，降低天平砝码检定误差风险。

四、结语

天平砝码检定中存在可预见和不可预见的误差，在平时应经常检定砝码，合理使用交换衡量检定、替代衡量检定和大质量砝码检定等技术方法，同时注重细节，加强对天平砝码检定设备的管理，不断提升检定人员工作能力与素质，控制好天平砝码检定误差，保证砝码计量测试质量的准确性，优化天平计量。