电子天平计量检定方法及其应用研究

高菊霞

（阿克塞县市场监管检验检测中心，甘肃 酒泉 736400）

当前电子天平被广泛应用于医疗行业、工业生产等环节中，是必不可少的计量工具，可有效提升研究及生产数据的精准性。但是在长期的使用中，受到各种因素的影响将使得电子天平最终的设备检定结果出现较大误差，无法充分体现电子天平的应用价值，由此就需要相关人员时刻注意按照规范使用电子天平，并通过一系列的保护措施提升电子天平的检定结果的精确性。

1 电子天平结构及使用要点

电子天平是现阶段较为常见的计量仪器之一，主要由天平门、称量台、显示屏、水平仪、水平调节螺丝等器件组成，通过电磁力对物体的重量进行精准测量。当待测物放置在称量台上时会发生电压变化，进而通过显示屏将待测物的具体重量显示出来。

科技水平的提升，使得电子天平的应用范围及性能得到了提升，在具体使用时应当注意以下几点。一是电子天平具有自动调零功能，对比传统的机械天平，省略了校准环节，简化了使用流程。二是在使用时应注意轻拿轻放，避免用力过度破坏天平内部构造，导致检定结果误差偏大。三是被测物本身温度不能过高或过低，应尽量保证与室温一致。四是不能直接用手拿取被测物，避免人为因素对检定结果造成影响。

2 电子天平计量检定内容

2.1 误差检定

精准计量是电子天平最为突出的使用特点，由此在检定电子天平期间，相关人员应当重点关注误差检定对电子天平计量数据的影响，提前确定设备允许的最大误差值与荷载量，判断其受力点的误差范围及重复误差情况。

2.2 配衡检定

配衡检测的精确性与计量结果的可靠性息息相关，因此配衡检定是电子天平检定工作应当重点关注的环节。一般来说，配衡需要确定两个载荷点，在荷载相同的情况下，两个载荷点的误差值应当始终处于标准误差范围内。在启用全新的电子天平时，相关检定人员应提前做好配衡检定工作，避免对电子天平计量结果的精准性造成影响。

2.3 偏载检定

不同使用状态下，电子天平的荷载试验存在不同的误差。当电子天平处于标准条件下，其误差值应为最大及最小示值差，试验结果则应当显示电子天平的最大承载能力。当电子天平处于正常使用条件下，其误差值应为中心及各点示值差。由此，相关人员可利用偏载检定的方式测定电子天平的状态。

2.4 灵敏度及鉴别力检定

灵敏度主要是指电子天平在计量重量变化的条件下对信号的反应能力，鉴别力则主要是指当受力较小时电子天平的反应能力。在电子天平正式使用前，需要首先进行灵敏度及鉴别力的检定测试，判断电子天平的精确性，使得天平的检定值与实际值相同。

3 影响电子天平计量检定的因素

3.1 环境因素

在利用电子天平处理数据时，相关人员需要充分考虑到环境因素对计量精准性的影响。从当前的使用标准来看，在进行计量作业时需要尽量保证电子天平处于温度较为适宜、干燥、稳定的环境中，同时室内外空气湿度较为稳定，可极大保证计量结果的精准性。若环境湿度变化较为明显，数据超过80%RH，则此时再进行测量将导致计量误差较大，不具备使用的价值。由此在进行电子天平的计量检定时应当充分考虑到环境因素的影响。

3.2 操作因素

在实际的电子天平计量检定过程中，相关人员需要注意以下几点。一是注意做好保护措施，保证电子天平表面的清洁，避免污渍、灰尘等对计量结果造成影响。二是保证天平存储空间的干燥性，避免设备长期处于潮湿的环境中腐蚀天平配件，导致计量结果失真。三是应严格依据操作规范进行作业，熟练掌握各类计量流程，了解不同天平的最大承载量，避免出现过载情况导致物品倾斜，对测量结果精确性造成影响，甚至直接毁坏电子天平。四是电子天平大多具有自动校准的功能，因此在开机时相关人员不能仅凭借数值判断天平的校准情况，在检定前需要依据相关的使用规范做好归零操作。

3.3 人为因素

在利用电子天平测定物体质量时，相关人员应排除人为因素对计量结果精准性的影响，为尽量突出测定数据的客观性及可靠性，相关人员在使用电子天平时，应保证电子天平自动归零，同时为保证测量结果的精准性，需要利用好去皮功能，相关人员应当严格依据预定的操作规范进行作业。

3.4 预热预压

预热工作主要是指在正式开始测量工作前，相关人员应当对电子天平通电预热，以确保测量结果的精准性。当前常见的电子天平大多将发热模块安装在外部壳体上，无法对天平内部的零部件进行预热，因此就无法排除环境因素对电子天平计量精准性的干扰，极易导致测量数值出现误差。

在预热操作结束后，就需要马上进行预压工作，预热结束后，不能直接使用电子天平进行测量，而是应当依据实际的条件进行预压作业，保证完全依据规定的调零方式进行减测计量、预加载、程序调试等工作，待到天平误差数值处于标准范围内时，方可进行后续的计量检定作业。

4 电子天平的正确使用方法

4.1 放置

应当将电子天平放置在较为平整的台面上，并将其调节至水平平衡的状态。若是设备本身自带水平仪，则需要保证水平仪中的气泡始终处于中间位置，若出现气泡偏移的情况则需要依据气泡的位置进行相应调整，保证电子天平始终满足水平放置条件。

4.2 预热

在正式进行计量操作时，应做好预热工作。通常情况下，电子天平的预热时间与其精确度呈现正相关的关系。如，分度值为0.001 mg的微量电子天平，其预热时间应持续在一天以上，而分度值在0.01 mg的电子天平，其预热时间约为6 h左右。电子天平仅有在通过预热环节后，方可保证磁钢及磁通量之间的相对平衡，保证电子天平的计量数据精确性。

4.3 校准

电子天平主要可分为外部及内部两种校准方式。在设备开机后，显示屏显示的归零仅能保证电子天平在零点状态下的稳定性，并不能表明设备测量及称量标准的合规性。由此在天平正式使用时，应当提前依据使用规范进行校准，严禁在显示屏数值为零时就直接投入使用。

4.4 预压

电子天平预热后应进行短暂的加载及卸载工作。电子天平预热期间，其内部的传感器始终处于休眠状态，恢复性较差，若是直接进行计量作业，将影响电子天平的后续归零效果，出现数值重复、不稳定等情况。正确的方式应当是将重量最大的砝码放置在称量台上，再进行卸载，重复以上动作，使得传感器逐渐进入工作状态，保证电子天平的稳定性。

5 提升电子天平检定准确性的方式

5.1 环境管理

在利用电子天平进行测量时，为尽量减少环境因素对计量结果造成影响，计量人员可进行以下几点操作。首先，在房间内加装遮阳窗帘，防止长时间阳光直射对电子天平计量质量的影响。计量场所应尽量选择远离铁路、公路等振动频率较高的区域，若有必要则需要加装相应的防震减灾方式。同时也需要尽量保证计量场所远离过热、高温、高磁、高辐射等区域，保证电子天平计量结果的精准性。其次，尽量保证测量场所具有稳定的工作温度，使其维持在20 ℃左右，同时湿度应保证40%之间，计量人员可灵活增减室内的干燥剂放置量。最后，工作室内应尽量保证整洁无垢，若出现浮尘，则工作人员应及时利用刷子、湿布进行清理，保证计量结果的精准性。在实际工作中需保证工作室内不存在流动气流或腐蚀气流，同时操作台应当保证水平且牢固，防止对计量结果造成干扰。

5.2 器具管理

计量人员应当定期对电子天平进行维修、养护，避免出现仪器损坏等问题。通过正确的保养方法，可有效延长设备本身的使用时限，保证电子天平计量结果的精准性。第一，应尽量避免出现设备振动的情况，在利用防爆电子天平进行计量时，应当严格依据防爆标准进行作业，时刻注意防爆风险。第二，在实际测量中，一般需要尽量保证测量环境的空气干燥性，但是在使用防爆电子天平时，则应在炎热、黑暗、潮湿的环境下使用，减少测量现场的人员数量。第三，电子天平的工作区域中不应出现腐蚀性或随意穿透金属的物质，避免出现化学腐蚀问题，对电子天平的外壳表面造成破坏并损毁设备内部器件。第四，尽量避免阳光直射对电子天平的影响，在实际操作时，计量人员应尽量保证电子天平不直接暴露在强光的条件下。电子天平对于外部环境较为敏感，若是受到阳光直射导致其温敏性超过可承受范围，将直接导致设备故障。同时在打雷的天气下尽量不要使用电子天平，技术人员应当首先关闭开关再彻底切断电源，避免出现雷击情况。第五，需要注意静电对电子天平的影响。在电子天平需要临时检修、排障时，技术人员需要使用注意静电对电子天平的干扰。技术人员在拆卸PCB板时，需要抓牢顶角及底脚，严禁触碰下方集成模块的引脚部分。若电器中存在静电，将直接击穿印刷电路板的集成模块，因此技术人员应将拆卸下来的PCB板放入专门的绝缘袋中，严禁将PCB板直接放置在桌面上，避免出现大规模的设备损坏问题，同时在重新安装PCB板时，也应当注意避免出现静电问题。

5.3 人员培训

从实际的计量过程来看，工作人员自身的知识储备、经验积累、应用水平将直接对电子天平计量结果的精确性造成影响。在实际利用电子天平进行测量活动时，相关人员需要提前掌握好各类不同的电子天平设备的具体操作流程、计量方法及设备参数，明确不同电子天平计量结果的分析方法。另外，计量人员需要对电子天平的使用环境进行详细了解，以保证计量结果的精准性。相关单位及部门需要定期对全体操作人员的专业能力及职业素养进行全面、系统的教育、培训、管理，使其可以充分掌握各仪器的标准操作方式，认识到规范作业的重要性，及时端正自己的工作态度，创新工作方法，使得员工以积极、热情的态度投入到计量工作中，并开展实测工作，提前预测可能出现的各类问题，并提出相应的解决方法，保证测量结果的可靠性。

5.4 准确使用

一是做好电子天平的预加载作业，加载砝码重量应保证略小于电子天平可承受的最大负荷。如电子天平可称得的最大质量为450 g，则应选择重量在400 g的单个砝码，做好检定前的准备工作。控制好电子天平的零点追踪装置，一般来说，零点追踪装置在出厂时均处于打开状态，若是不关闭此功能，则天平将进入强制归零状态，则零点修正工作失去价值，由此就需要选择零点附近的位置修正天平误差。二是明确电子天平的最小称量值及精确度，同时确定各负载点的标准误差范围，掌握正确选择标准砝码的能力。三是检定电子天平的偏载误差，保证同一物体在不同位置测量出的数值应始终处于该点的最大误差范围内，实验载荷应选择电子天平可承受最大重量砝码的1/3左右，单个砝码应放置在称量台的中心区域，若是需要同时使用多个砝码，则需要将其平均分布在测量台上。四是在进行重复负载实验时，应选择电子天平可承受最大重量砝码的80%～100%范围内，且保证其为单个砝码，实验次数应大于5次，且每次测量结束后需要及时完成归零操作。五是在进行示值误差测量时，应从零开始逐渐叠加砝码，直至加载至电子天平的最大极限值，再依次逐渐卸载至零载荷。在正式检定前，需要保证天平始终处于归零状态，在检定过程中则保证称量台不能空置，示值结果不能显示零位，避免出现强制归零情况造成测量误差。

6 结论

综上，电子天平的计量检定结果受到多方面原因的共同影响，由此相关检定人员需要做好环境及器具的管理工作，提升自身的职业能力素养，严格依据规定标准进行操作，同时做好日常维护作业，通过多种方式尽量保证电子天平的高精确度，定期做好检修工作，一方面保证电子天平始终处于正常运行的状态，提升检定结果的精确性，另一方面也有效延长了电子天平的使用寿命，使其充分发挥应有的使用优势。