浅析实验室天平的日常管理与期间核查

（石河子质量与计量检测所，新疆石河子市，832000）李文绮

（新疆农垦科学院，农产品加工研究所，新疆石河子市，832000）贾文婷 李自芹

天平在工业和科学技术领域的质量量值传递、物体质量和体积测量中广泛应用[1-2]，承担着大量的化学分析、工业计量、贸易结算及量值传递工作，天平计量性能关系到检测精准、结算公平与产品质量。为使天平的计量性能得到有效控制，天平的使用、管理人员应熟悉天平结构原理、等级划分、使用注意事项以及检定或校准与期间核查等常识，掌握的尺度和操作的熟练性，直接关系天平秤量的准确性、参数的可靠性。

1 天平的等级与检定分度值

天平根据结构、原理、用途有很多种类，有机械天平、电子天平、架盘天平、扭力天平和液体相对密度天平等，还可分为普通天平和分析天平，甚至按等级可进一步细分。为了能够选用科学合理的天平，天平使用人员应根据使用要求，确定选用天平的型号和等级。天平的检定分度值e是用来评定其准确度级别和最大允许误差主要的参数，有些天平受结构原理的限制只有一个等级，如架盘天平为Ⅲ级，而机械天平由检定分度值e和最大秤量可确定天平的检定分度数n，再根据检定分度数进一步细分等级[1-4]。

实验室配备和使用天平的关键是确定天平的检定标尺分度值e。生产天平的厂家众多，存在天平性能指标的标识不规范、不统一的现象，如不标注等级，或不标注实际分度值d、检定分度值e，给实验选择合适的天平带来了不便。如果天平的最大示值误差均不大于1d，即e=d，而多范围、多分度的天平很常见，实际分度值d又多不等于检定分度值e。除了e=d以外的情况均称为e≠d，其中以e=l0d最为常见，如果各项参数指标最大示值误差均小于10d，即e=l0d；有时需根据具体情况确定e=5d、e=2d或其它。天平的相关国家标准和检定规程、校准规范通常规定检定分度数n按l×l0k或2×10k或5×10k(k为正整数、负整数或零)的形式划分[1-5]。我们在实际应用中，如何选择符合称量精度要求的天平，要以天平的检定分度值(e)为准，而不是其分度值(d)，对于机械天平，只有当一个天平的检定标尺分度值e与实际标尺分度值相等时，才可以用分度值。

2 天平的使用与维护

天平作为一种准确度要求比较高的仪器，一般应按照标准、规范的要求配备。天平对环境、使用、维护等均有严格的要求，为使天平各个构件处于平衡状态，应科学合理控制温湿度等环境参数，并积极维护实验室环境，保证使用环境的平衡性及稳定性，促使天平测量结果的准确性提升，实验室应制定天平维护保养制度，一般可以按表1，对天平安装、使用、维护保养进行要求，特殊情况应按天平说明书规定。

表1 天平的安装、使用、维护保养要求

3 天平的检定与校准

为确保天平量值准确可靠，用于检验检测、贸易结算，以及用于量值传递的天平，应按使用要求定期检定或校准。无论是新安装的，还是因环境变化、位置移动，或为获得精确测量，天平在使用前一般应由专业的计量技术机构，依据相应国家计量检定规程或校准规范检定或校准。检定或校准天平前，应先进行系统检查，确定天平的最小秤量、最大秤量、检定分度值和准确度等级，确认天平读数方便、清晰、稳定。然后根据不同准确度等级的天平选用称量砝码，选取不得大于被检天平在该载荷下最大允许误差1/3的相应级别或等别标准砝码，且保证标准砝码的量程覆盖到天平的最大称量范围。

通常，天平各载荷点的最大允许误差和示值重复性是必检项目，按照检定规程或校准规范的操作程序，选取空载、全载、最小称量及影响天平误差值的“拐点”等载荷点，可得到各载荷点的示值误差和规定载荷点的重复性。天平的结构原理不同，因此天平对应的检定规程和等级不同，对应计量性能、检定环境、检定项目、检定方法等均有差异，如电子天平检定偏载误差，机械天平检定横梁不等臂性误差，架盘天平检定游码标尺称量误差，扭力天平检定灵敏度等。

4 天平的期间核查

4.1 天平期间核查的实施

天平容易受环境条件、振动冲击、使用不当的影响，加上元器件老化、搬运或运输等原因，即使按照规程规范的要求定期溯源，也应对所用天平进行期间核查。通过期间核查及时了解天平在两次检定或校准之间，各个荷载点的误差和仪器计量性能变化情况及趋势，发现并妥善解决问题，能够持续保持天平实际应用的准确性。

天平的期间核查是实验室根据工作需求，使用人员在两次检定或校准之间，利用核查标准确定天平工作状态的活动[6]。与检定或校准不同，需要综合考虑成本与风险后，明确期间核查对象，制定期间核查计划、期间核查方案，记录期间核查的实施情况，并形成期间核查记录和报告。天平的期间核查可按表2计划实施。

表2 天平期间核查的计划与实施

4.2 天平期间核查结果的判断与应用

通常，用被核查天平对应载荷点的最大允许误差MPE与期间核查结果比较，判断期间核查结果是否满意。核查标准的参考值为xs，期间核查的测量结果为xi，则满足下列不等式：

期间核查结果满意，否则不满意。也可用核查曲线对期间核查结果进行控制，如图1为实验室一台天平的期间核查曲线：

图1 某天平期间核查曲线

图1所示，x7已接近下限，此次期间核查结果虽然满意，但是已接近下限值，应增加核查频次，及时采取预防措施，必要时重新检定或校准，若核查结果不满意（超出界限），则应停止工作查找原因，并分析两次核查之间的所有工作是否受到影响，及时采取纠正措施。通过期间核查曲线，能够及时、方便了解天平示值变化，及环境条件、移动、预热时间等因素对天平示值影响程度，进一步分析影响天平示值变化的随机因素和系统因素，进而采取预防或纠正措施，保证天平示值处于稳定受控状态。

5 结论

天平是实验室最基础的仪器配置，也是日常生产和科研工作中最常用的仪器设备。天平的正确选用、日常维护保养、定期期间核查可有效提高其称量准确度，延长天平的使用年限。生产企业、检测机构通过留样再测、人员比对等质量控制方式，可以公正、科学的反映实验室的运行情况，保证各类检验检测工作的质量，更能有效提升实验室技术能力和管理水平。