计量检测中天平砝码检定误差原因与控制

姜海明

（沂源县强制检测中心，山东 淄博 256100）

1 仪器天平砝码计量的发展趋势

（1）自动化。仪器天平砝码最初是用于测量生产线设备的运行参数，然后技术人员通过对测量所得数据，对整个工艺流程进行整合分析，找出现有工艺体系中的不足，针对性地制定解决方案，但因为最初我国自动化技术发展缓慢，很多仪器天平砝码在测量时数据不准确，甚至无法得出直观数据的现象，很多复杂的参数符号，只有专业的技术人员才能看懂，这使得整体工程受到制约，很多数据无法普遍应用。但随着科学技术的不断发展，自动化技术层出不穷，各行各业也在向自动化，智能化转变，相关人员开始着手将自动化技术融入到传统的工作体系中，提升仪器天平砝码计量的准确性，减少难度，减轻工作压力。除此之外，工作人员还在追求将仪器天平砝码计量工作和人工智能相结合，进一步对所得数据进行快速分析，针对具体要求制作成一定格式的数据，提升便捷性。（2）创新化。仪器天平砝码在初期应用时，通过固定工艺所得的数据，要通过内存卡或U 盘进行储存，但因为这些设备储存空间有限，所以工作人员必须定期对内部的陈旧数据进行清除，这会带来庞大的工作量，耗费过多的人力资源。针对这一问题，技术人员开始着重对储存容量进行扩展，并且将储存设备逐渐向虚拟平台转变，避免在数据传输过程中出现数据丢失的问题。现阶段储存设备体积小容量大，便于携带，可以满足大部分数据储存要求，同时还可以设置筛选标准，将庞大的数据分类储存，需要相关数据时，通过关键词即可迅速完成解锁，同时大量的历史数据不再需要定期清理，当出现问题时，能及时参考。（3）智能化。就当前仪器天平砝码发展现状来看，各行各业都在追求测量仪器智能化，高效化，利用特定工艺进行处理的信息能够直观生动地呈现出来，整体工作具有更强的联动性，运用的技术更加集成化。详细来说，智能化转变就是可以减少过程时间耗费，避免因为客观因素或人员工作失误导致数据错误失准，为此程序人员针对性地对仪器天平砝码进行数据统计，可以减少计量失误，实现无损分析。除此之外，智能化技术的应用可以弥补传统工作体系的短板，对软硬件问题进行实时检测，软件问题立刻进行自我检查和修复，若硬件问题则找出隐患来源，尝试自我检修，无法调整后，会立刻向工作人员做出预警，避免设备停止运行，可以有效提升工作效率，而且这种转变方向也成为当前行业仪器天平砝码优化的主流方向。

2 工作原理

这一规章的准确度定级主要可以归纳如下：1 等级、E2 等级、F1 等级、F2 等级、M1 等级、M12 等级、M2 等级、M23 等级、M3 等级的1 mg 至50 kg 砝码。在进行相应的计量器的选用时，需要匹配砝码与计量器的精度的匹配性，同时可以根据测量防线进行砝码的精确度的有效拓展。结合1991 年由国家制定的《JJG98 一90 非自动天平计量检定规程》（试行）相关内容可知，天平计量工作开展的精确度以及工作开展的可操作性需要进一步的提升，同时检定人员的综合专业素养也需要同时进一步的加强。

以上是根据检定分度值e 来对电子天平进行等级划分及其最大允许误差的归纳总结。随着时代的不断进步，我国科技水平不断提升，自动化已经成为行业发展的主流趋势。基于此，科研人员开始主张将自动化技术，取代传统的计量方式，形成更高效化，智能化的工作体系对数据可以进行实时传递和分析，并将参数值实时显示在表盘上，根据关键词检索和固定路径，可以迅速找到想要的数据，极大地减少过程时间浪费。现阶段最常见的仪器天平砝码计量体系是通过电源和数字电压器联动工作形成的一种工作体系，因为仪器天平砝码计量工作在实战过程中需要进行稳定的二次供电，所以工作人员必须要在插头接口上设置独立的插孔，减少电流损耗，延长设备使用寿命。而且仪器天平砝码计量设备相互进行信息共享，是通过光纤进行传递，这样可以在短时间内达到迅速传递的目的，各个岗位能实时接收到第一手材料，技术人员的工作压力将大幅减轻。在检定计量仪器的过程中，工作人员需要借助待检仪器检测计量仪器的实际性能，并分析检测仪器能否达到相关标准。但是目前仪器检定存在很多的不规范性，甚至在检定过程中会存在一些违规行为，如果工作人员不及时制止，将会对检定结果产生严重的影响。检定人员在开展电子天平的标尺分度数值计量的过程中，需要对于“e”数值进行测定，同时应用“e”数值的级别判断天平的误差是否为误差允许范围内，进而进行天平的精确性的有效评定。当下计量检定的相关文献规定，天平的各项误差参数数值必须小于等于1 d。已知e ＝d，如果各项参数指标最大示值误差均小于10 d，则可以确定e ＝10 d，进行检定参数的有效划分应按照以下形式：1×10 k 或2×10 k 或5×10 k，k 为正整数、负整数或零。其中以e 的鉴定准确度为三级时，其数值普遍为10 d。

计量仪器实际上可以归属于物理学的范畴内，由于物理学的范围比较大，因此工作人员在开展计量仪器检定期间，需要界定一个统一的计量标准。计量仪器和人类的工作、生活存在较大的关联，若是计量方式不统一，将会造成仪器最终检定结果的适用性和准确性出现问题。

在检定计量仪器的过程中，为确保检定流程不存在问题，因此检定工作者应该特别注意检定过程中的一些细节性问题。为提升仪器检定的精确性，相关工作人员应该熟练掌握仪器检定装置的操作方式，在开始正式进行仪器检定前，确定好检定装置的状态，若是装置在非正常运行状态，不得使用该装置进行仪器检定。

计量涉及到的领域比较多，统一计量方式有助于提升仪器计量检定的效率。在检定计量仪器时，若是缺少明确界定的统一标准，检定过程可能会出现一些问题，如果情况严重，甚至会直接影响最终的检定结果。若有关部门统一设置了计量标准，能够有效促进计量仪器的长远发展。统一的计量标准需要一个更加健全的仪器计量体系作为有力支撑，因此国家有关部门应该不断健全仪器计量体系，从而为仪器计量提供更加精准的数据信息，能够在一定程度上拓展计量仪器的应用范围。

3 误差原因

（1）被称物情况变化的影响。①被称物表面吸附水分的变化。②试样能吸收或放出水分或试样本身有挥发性。③被称物温度与天平温度不一致。（2）天平和砝码的影响。砝码的名义值与真实值之间存在误差，在精密的分析工作中可以使用砝码修正值。在一般分析工作中不使用修正值，但要注意这样一个问题：质量大的砝码其质量允差也大，在称量时如果更换较大的克组硅码，而称量的试样量又较小，带进的误差就较大。（3）环境因素的影响。由于环境不符合要求，如震动、气流、天平室温度太低或有波动等，使天平的变动性增大。（4）空气浮力的影响。一般工作中所称物体的密度小于砝码的密度，相同质量的物体其体积比砝码大，所受的空气浮力也大，因此在空气中称得的质量比在真空中称得的小。（5）操作者造成的误差。由于操作者不小心或缺乏经验可能出现过失误差，如砝码读错、标尺看错、天平摆动未停止就读数等。操作者开关天平过重、吊耳脱落、天平水平不对或由于容器受摩擦产生静电等都会使称量不准确。

4 校验方法

首先是总量鉴定法，该方法是凭借规范的数据检测技术对被检测对象进行全方位立体的参数测量，而且要进行多次重复测量，然后对参数进行整体提取，对比分析，计算误差值，从而提升计量数据的准确性。然后要为整个仪器天平砝码测量工作设置规范合理的标准阈值，将其作为数据参考，可以获得准确的计量效果，但该方法对数据计量的算法要求比较高，需要针对不同情况，进行技术优化，力求提升检测准确性。其次是分量检测法，这种方法需要计算机，传感器和电流传感器相互工作，对不同模块进行数据收集，但因为这三个电子元件组成结构不同，所以参数也存在较大的偏差，这也成为制约该方法应用的短板之一。但这种鉴定方法具有更强的客观性，能够对很多潜在的隐患问题进行分析，尽可能减少后期复工的次数，以此来避免多余的成本浪费。其工作原理就是凭借标准参数设计来进行后续的计量活动，同时对整个工作系统的稳定性进行检测，因此在工作时应该细化工作流程，结合实际情况和理论基础，对现有的问题进行优化。为了进一步规范计量仪器的检定工作，相关检定部门以及检定机构对于检定人员提出了更高的要求，其不但需要具备较高的专业技能水平，还应该在工作中保持严谨认真的工作态度。检定人员在实际进行检定工作的过程中，应该遵循仪器检定工作的具体流程，首先需要向有关部门提出检定申请，请其派遣一些专业的工作人员开展仪器检定工作。

其次，在检定时，应保证检定程序合乎国家相关规定，对于一些特别重要的检定项目，务必需要申请让国家相关部门实施检定。正常情况下，检定计量仪器的机构需要具备一定的资质，而且该机构通常需要由国家认证。在仪器检定的过程中，相关工作人员需要审查清楚检定机构的资质是否合格，保证检定机构可以合规开展检定工作。除此之外，工作人员需要增加对仪器检定行为的监督管理力度，一旦发现检定机构出现违规行为，需要给予其严厉的处罚。除此之外，有关部门还需要安排专业的监管人员，对整个仪器检定过程进行严格的监督管理，从而保证检定工作流程的标准化、规范化。

在实际工作中，经常被使用的仪器检定方式是整体检定和部分单元检定，因此为了使检定人员提高仪器检定质量和检定结果的精确性，其可以从研究多样化的检定方式入手。正常情况下，检定人员可以在对计量仪器实际进行检定时，对于一些重要检定部位开展单元检定，不但能够充分运用两种检定方式的优势，还可以取长补短，弥补单一使用一种检定方式存在的不足之处，有助于提升仪器检定的效率。

5 相关技术

（1）计算机技术。计算机的首次出现在20 世纪中期，因为其高效化、智能化的特点，快速改变了人们的生活方式，而且随着科研人员对计算机技术研究的不断深入，现已成为当前社会不可或缺的重要组成部分，成为影响世界发展的核心技术，正在不断地影响着国家，影响着世界。（2）人工智能技术。该技术手段是当前科研人员重点研究的学科领域之一，大部分工作人员始终坚信，未来人类社会应该是遍布人工智能技术的，人们利用自动化手段和设备对复杂繁多的知识进行获取，减少工作量，提升工作效率。但现阶段，我国人工智能技术仍然主要应用在机器人领域，其他工作体系仍然无法完全适配人工智能技术。其工作原理主要是通过计算机严谨强大的计算能力和稳定的逻辑算法，对设备进行数据录入，分类储存以及精准计算，最主要的行为逻辑也是通过模仿人类得来，所以才会更加适配于人类社会的工作。（3）自动化分析技术。仪器天平砝码计量工作开展时，为进一步提升数据准确度，要利用误差自动分析法，进行后续工艺。首先要建立数据收集点位，对不同时间段和指标变化流程中的信息进行检测，再通过电流传感器分析点位电流阈值，而后进行详细的对比。其次，要合理分析误差，利用固定公式进行数据代入，获取准确的数值，避免数据出现问题。

6 优势

（1）效率高。仪器天平砝码计量自动化的一大优势，就是能够凭借自身基本无实物的算法对数据进行加工，同时可以通过外部传感器来感受周边环境，从而实现仪器天平砝码计量设备的自动化转变。详细来说，该技术手段可以对被检测对象进行参数收集并加以标准进行筛选，并将所得来的信息储存到中央数据库中，避免数据遗失，提升整体工作效率和实用性。（2）性价比较高。仪器天平砝码计量自动化对我国社会经济发展的促进优势极其明显，将自动化技术融入到设备当中，可以提升工作联动性，降低参数计量失误的频率。于是同时也去天平砝码自动化技术，因为性价比性价高，市场占比较大，所以要合理制定价格，杜绝边缘化行为的产生。（3）精确度更高。现阶段仪器天平砝码自动化技术大多数用于电热仪器中，利用自动化技术，通过热电阻传感器对温度进行实时监控。随着自动化技术的不断融入和优化，工作人员的工作量大幅下降，数据精确度却丝毫未受到影响，甚至更加精确。另外，对于设备磨损情况来讲，通过自动化技术，可以避免人工误操作，大幅提升设备使用寿命。

7 结论

综上所述，计算机技术正在不断发展，行业的自动化转变已经成为大势所趋。其中仪器天平砝码计量是主要的优化方向之一，合理开展可以大幅缩短工期，提升工作效率，并且随着其强大的运营能力，可以对相关数据进行实时储存。但我国现阶段仪器天平砝码计量自动化技术仍然存在很多短板，数据准确性会受到部分因素的影响，基于此，工作人员必须要加大科研力度，解决现有问题，提高仪器天平砝码计量自动化技术进程。