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【湘儀】電子天平計量檢定的幾個問題...

2013/01/18 12:00
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利用電磁力平衡重力原理制成的天平稱之為電子天平。隨著實驗室應用的越來越普遍,其測量的準確性、可靠性也就愈為重要。早在1991年國家頒布實施的《JJG98-90非自動天平計量檢定規程》(試行)中,對電子天平計量檢定的描述比較籠統,可操作性欠佳,這樣使得從事電子天平計量檢定工作的人員,在對規程的理解上并不十分透徹。尤其在評判一個電子天平的“合格與否”所掌握的尺度上不盡相同,使得儀器測量的準確性、參數的可靠性不能得到保證。為使電子天平在實際應用中的質量得到有效控制,本文就電子天平的計量檢定以及應注意的問題與大家共同探討。 1 如何對電子天平進行分級和判定其各項允差 目前生產電子天平的廠家比較多,有個別廠家在產品說明中未能詳細的標識其性能指標,或者是標識不規范、不統一,有的給出級別,有的不給出級別。比如有的電子天平明確了實際標尺分度值d,而未標明它的檢定分度值e,這對于使用者來說會誤以為d=e,認為電子天平能分辨出最小的值就是它本身能夠稱量的準確數值。而對于計量檢定人員來講,確定電子天平的檢定標尺分度值e非常關鍵,因為e是用來評定其準確度級別以及最大允許誤差的依據:在計量檢定中若各項參數指標的最大示值誤差均不大于1d,我們確定e=d;如果各項參數指標最大示值誤差均小于10d,我們確定e=l0d。有時還需根據具體情況而定,比如當d:0.2mg時,e=5d;d:0.5mg時,e=2d??傊?,在對檢定標尺分度值的劃分上應按照以下形式:l×l0k或2×10k或5×10kk為正整數、負整數或零)。我們把除了e=d以外的情況都歸為≠d,其中以e=l0d最為常見。以下是根據檢定分度值e來對電子天平進行等級劃分及其最大允許誤差的歸納總結。 2 電子天平計量性能檢定的主要內容 在日常的周期檢定和常規的產品質量檢查中,一般需要檢定以下幾項內容:天平靈敏度、鑒別力的檢定;天平各載荷點的最大允許誤差(稱量線性誤差)的檢定;天平重復性的檢定;天平的偏載或四角誤差的檢定;天平配衡功能的檢定。 表1 天平等級劃分及最大允許誤差 筆者認為對用于作為量值傳遞的標準電子天平來講.判斷其 誤差標準應按“首次檢定”的誤差標準來判定。 2.1 電子天平靈敏度、鑒別力的檢定 電子天平的靈敏度一般指分度靈敏度,其在數值上應正好等于該天平相應載荷的檢定分度值。對具有數字指示和自動或半自動校準裝置的電子天平,可以免檢該天平的靈敏度。當電子天平檢定分度值e≥lmg時,可以測定其鑒別力,方法如下:在空載或加載時處于平衡狀態的電子天平上,把相當于數字標尺分度值1.4倍的一個外加載荷(1.4d),輕緩地加放在天平稱盤上時 (或從其上取下),原來的天平示值必須有所變化。 2.2 電子天平各載荷點的最大允許誤差的檢定 首先開機預熱,然后按照說明書的操作程序對電子天平進行校準(這一步很關鍵),校準完畢,顯示零位。從零載荷開始,逐漸單調往上加載,直至加到天平的最大稱量值時,然后再逐漸單調卸載,直至零載荷為止。在檢定過程中,由檢定操作人員視天平具體情況選取載荷點(這在檢定規程中未明確給出),但以下幾個載荷點應必須進行檢定:(1)空載。(2)全載。(3)最小稱量Min(I級天平:100e;Ⅱ級天平:50e;Ⅲ級天平:20e;Ⅳ級天平:20e)。(4)影響天平誤差值的“拐點”所對應的那些載荷,比如I級天平:50000e、200000e;Ⅱ級天平:5000e、20000e;Ⅲ級天平:500e、2000e等。誤差計算分兩種情況: (1)e≠d時,示值誤差計算公式應為E=I-L(E:天平示值誤差,I:天平指示值,L天平稱盤上所加載荷); (2)當e=d時,示值誤差計算公式應為E=I-L+(12)d-△L(d:電子天平實際標尺分度值,AL:在天平稱盤上為示值湊整而添加的載荷)。 不論哪種情況,要求所得各載荷點的誤差均小于規程中所規定的允許誤差。 2.3 電子天平重復性檢定 電子天平重復性檢定應在空載和加載狀態下進行,加載的載荷有兩種:一種是全載,一種是半載。要求檢定中分別對加載和空載的平衡位置進行讀數并記錄,同時注意每加一次載荷均應返零一次。要求對同一載荷多次衡量結果之間的差值,不得超過天平在該載荷時的最大允許誤差的絕對值。 2.4 電子天平偏載檢定(四角誤差檢定) 對于標準天平,試驗載荷等于天平的最大稱量,其四角誤差等于最大示值減最小示值。對于工作用天平,試驗載荷等于天平最大載荷的三分之一,其四角誤差等于各點的示值與中心點的示值之差中的最大者。 2.5 電子天平配衡功能的檢查 對于新購置的電子天平應檢查其配衡功能,一般選取兩個載荷點,即: (13)Max,(23)Max。在相同載荷下所得兩結果之間的差值,不得超過該載荷時的最大允許誤差的絕對值。 3 電子天平在檢定中需要注意的問題 3.1 如何選取標準砝碼 選取的標準砝碼可以是級砝碼,也可以是等砝碼,但它的誤差(對于級砝碼為質量允差,對于等砝碼為檢定精度)不得大于被檢天平在該載荷下的最大允許誤差的13。其次,標準砝碼的量程能夠覆蓋到電子天平的最大稱量范圍。 3.2 電子天平的免檢問題 (1)當d≤1mg的電子天平,可以免檢該天平的鑒別力; (2)當e≠d的電子天平,可免檢該天平的鑒別力; (3)對于具有數字指示和自動或半自動校準裝置的天平,可以免檢該天平的靈敏度。 3.3 出具檢定證書應規范化 電子天平檢定完畢后,應根據實際檢定結果出具檢定證書或檢定結果通知書。認為出具證書是一項非常嚴肅且應負法律責任的事情,首先格式要規范,內容須涵蓋《GJB2725-96》中“4.1”要素的全部信息校準(檢定)或測試的結果應準確、客觀。
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