电子天平计量检定的影响因素及优化方法

胡浩 黄伟

重庆市计量质量检测研究院 重庆 401121

电子天平应用于各行各业。使用时应注意掌握其工作原理，在检定过程中规范电子天平的操作，定期做好维护工作，分阶段处理计量问题，以保证电子天平计量检定的准确性，延长其使用寿命，达到最大限度的方便、优势、效益的目的，提高工作效率。

1 电子天平的工作原理

电子天平可以快速显示出所称的质量值，其方便性受到人们的青睐，广泛应用于日常生产工作中。电子天平主要是根据电磁力平衡重力的原理制造而成的：通电线圈连接到秤的底部，被测物体放在秤体上，通电线圈就会进入磁场，产生电磁力，与重力大小相等[1]。发射器输出的电流通过整流改变线圈上的电流，直到线圈回到原来的位置，电流的强度和物体的质量成正比。在这种情况下，产生的电信号通过内部模拟系统在设备的屏幕上显示被测物体的实际质量[2-3]。依据这上述的工作原理，天平具有操作相对简单、数字显示较快、体积小、易维护和计算准确的优点。在日常生活和工作中，电子秤的种类很多，所配置的功能也不尽一样，比如有的配备计件称重，有的配备去皮称重等，而且大部分电子秤平均都配有接口，可以直接连接电脑等设备，实现称重的同时记录功能。

2 电子天平检定的主要内容

（1）检定示值误差。对于电子天平的检定，应该先打开，充分预热，然后用标准砝码进行校准。负载应该从零负载逐渐向上加载，直到增加到天平的最大称重，然后逐渐卸载，直到为零负载。其目的是验证电子天平的空载、满载、最小称量以及误差拐点是否满足最大允许误差的要求。

（2）检定鉴别力与灵敏度。电子天平的检定内容主要是检定分度值，只有非自动指示的电子天平才会测量灵敏度，而一些半自动或自动校准装置和数字指示天平则免于灵敏度测试。正常情况下，电子天平正常使用时，不需要验证灵敏度。

（3）检定偏载。在检定不平衡负载的过程中，工作电子天平的试验负载和不平衡负载与标准电子天平不同，需要区分清楚情况。工作电子天平的最大载荷为试验载荷的3倍，其四角误差等于各点显示值与中心点差值的最大值；标准电子天平的最大载荷通常等于试验载荷，其四角误差等于最大值减去显示值的最小值。

（4）重复性。对于重复性验证，需要以加载或空载状态为基础，其加载方式包括满载和半载。另外，在验证过程中，需要做好读取和记录工作，每次加负荷后归零。对于同一负载的多次测量，实际差值应控制在最大允许误差范围内，不得超过最大允许误差。

3 电子天平计量检定影响因素

（1）存放时间长。电子天平长时间不用会影响性能的稳定性。电子天平是电子产品，长期存放会出现各种问题，影响天平的测量效果。长期存放的电子天平在使用前必须经过严格测试和校准，以免天平内部零件不平衡，导致天平测量不准确。

（2）未预热。电子天平作为精密仪器，在使用前必须进行预热，使电子天平内部零件之间形成良好的匹配度，保证天平能够准确测量。如果天平在一定时间后不能预热，启动后再使用，天平内的电子部件会配合不好，电子元器件和传感器在一定时间内达不到热平衡，测得的数据往往不能代表物质的真实情况。

（3）未预压。为了保证检定的顺利进行，需要对电子天平进行预压，以及工作前的预压和预热，这是最重要的两个部分。如果天平不能及时预压，就不能测试。电子秤预热或长时间卸载后，不同部件会处于静止状态。如果进行称重，各精密部件的反应性不够灵敏，数据容易增减，示值波动过大会影响测量精度。

（4）校准不正确。目前，随着技术的不断发展，电子秤出现了各种新功能。目前市面上销售的电子秤，平均都有自己的校准功能。长期使用后，它们可以自我调节，保证自动校准。内部零件和外部结构的调整也已经自动化，小误差不影响秤的使用。在电子天平测试过程中，有些工作人员不能认真对待，认为天平有自己的校对能力，不需要进行测试，导致显示值状态不合理。如零位显示值为0，就认为电子天平合格。

4 电子天平计量检定影响因素及对策

（1）做好电子天平的水平调整。电子天平如果长时间不用长期存放。使用前应充分对天平进行测试和校准，以保证测量精度的最佳调整，满足各种测量需求。水平调整时间至少应为24小时。静置一定时间后，可以保证各部分处于平衡状态，保证天平的温度与环境的一致性。温度和测量环境之间也有实际关系，如果温度不符合测量要求，会导致数据不准确，应全面进行水平调整。新型电子天平对环境要求较高，最好实现无干扰预热，通过与环境的协调来保证测量精度。在静态过程中，变压器应放置在室外，以减少电磁干扰和热噪声干扰，从而有效保证平衡效果。预压作业是重要环节，增压阶段和卸载阶段要充分控制。预加载后，可以检查电子天平承压部件的运行情况。要全面增加责任心，不能盲目相信自动校准值，要用自己的经验去验证电子天平，严格执行各项操作指南的要求，做好天平的校对工作。

（2）做好环境控制。电子天平受环境影响较大，需要对环境进行全面控制。可以说，外部环境的变化是电子天平校准干扰的主要影响因素，需要对整个天平进行全面控制。电子天平环境过热会导致测量变化和温度漂移。除了温度漂移之外，湿度、气流、电磁、震动等干扰也会导致电子天平相应漂移，所以要处理好湿度、气流、电磁、震动，保证测量的准确性。

（3）提高操作人员的责任感。在电子天平检测过程中，工作人员必须手动操作，因此对操作人员提出了更高的要求。如果检查人员粗心大意，会误读电子天平的显示值，从而使相关测量结果不准确。只有严格的操作规范才能保证读数准确，保证读数时的角度。

5 结语

只有充分保证电子天平的准确测量，才能在各种实验中提取准确的数据，进一步提高教学教育质量和科研机构水平。电子天平的精确测量对相关研究机构具有重要意义。只有做好电子天平的计量检定工作，才能避免计量误差，保证数据的科学准确性，最大化电子天平的使用价值。