電子天平計量檢定的幾個問題
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(guī)程》(試行)中,對電子天平計量檢定的描述比較籠統(tǒng),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(guī)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(shù)的可靠性不能得到保證。為使電子天平在實際應用中的質(zhì)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(chǎn)電子天平的廠家比較多,有個別廠家在產(chǎn)品說明中未能詳細的標識其性能指標,或者是標識不規(guī)范、不統(tǒng)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*小的值就是它本身能夠稱量的準確數(shù)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(guān)鍵,因為e是用來評定其準確度級別以及*大允許誤差的依據(jù):在計量檢定中若各項參數(shù)指標的*大示值誤差均不大于1d,我們確定e=d;如果各項參數(shù)指標*大示值誤差均小于10d,我們確定e=l0d。有時還需根據(jù)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5×10kk為正整數(shù)、負整數(shù)或零)。我們把除了e=d以外的情況都歸為≠d,其中以e=l0d*為常見。以下是根據(jù)檢定分度值e來對電子天平進行等級劃分及其*大允許誤差的歸納總結(jié)。
2電子天平計量性能檢定的主要內(nèi)容
在日常的周期檢定和常規(guī)的產(chǎn)品質(zhì)量檢查中,一般需要檢定以下幾項內(nèi)容:天平靈敏度、鑒別力的檢定;天平各載荷點的*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*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“**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(shù)值上應正好等于該天平相應載荷的檢定分度值。對具有數(shù)字指示和自動或半自動校準裝置的電子天平,可以**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(tài)的電子天平上,把相當于數(shù)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*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?qū)﹄娮犹炱竭M行校準(這一步很關(guān)鍵),校準完畢,顯示零位。從零載荷開始,逐漸單調(diào)往上加載,直至加到天平的*大稱量值時,然后再逐漸單調(diào)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(guī)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)*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+(12)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(guī)程中所規(guī)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(tài)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(shù)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(jié)果之間的差值,不得超過天平在該載荷時的*大允許誤差的優(yōu)良值。
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*大稱量,其四角誤差等于*大示值減*小示值。對于工作用天平,試驗載荷等于天平*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*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:(13)max,(23)max。在相同載荷下所得兩結(jié)果之間的差值,不得超過該載荷時的*大允許誤差的優(yōu)良值。
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(zhì)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*大允許誤差的13。其次,標準砝碼的量程能夠覆蓋到電子天平的*大稱量范圍。
3.2電子天平的**問題
(1)當d≤1mg的電子天平,可以**該天平的鑒別力;
(2)當e≠d的電子天平,可**該天平的鑒別力;
(3)對于具有數(shù)字指示和自動或半自動校準裝置的天平,可以**該天平的靈敏度。
3.3出具檢定證書應規(guī)范化
電子天平檢定完畢后,應根據(jù)實際檢定結(jié)果出具檢定證書或檢定結(jié)果通知書。筆者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(guī)范,內(nèi)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(jié)果應準確、客觀。