趙淑英

忻州市綜合檢驗(yàn)檢測中心 山西忻州 034000

目前，電子天平在各類研發(fā)、生產(chǎn)場景應(yīng)用十分廣泛，用于各種原料、產(chǎn)品的稱量。國家發(fā)布的《電子天平檢定規(guī)程》嚴(yán)格規(guī)定了電子天平檢定應(yīng)采用的方法，按規(guī)程要求的檢定方法，檢定過程中需要記錄的數(shù)據(jù)達(dá)到100多條，并且涉及轉(zhuǎn)換點(diǎn)、實(shí)際誤差、允許誤差等數(shù)值計(jì)算。基于此現(xiàn)狀，本文介紹了一種電子天平輔助檢定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案[1]。

1 示例

例1：測量電子天平的載荷點(diǎn)示值誤差（200g/0．1mg）規(guī)程規(guī)定：0-50g，±0．5mg，最大允許誤差的 1/3=0．17mg；＞50-200g，±1．0mg，最大允許誤差的 1/3=0．34mg。a．如果檢定過程中只使用砝碼的標(biāo)稱值：E2等級砝碼50g的最大允許誤差為：±0．10mg＜0．17mg通過；E2等級砝碼200g的最大允許誤差為：±0．3mg＜0．34mg通過；F1等級砝碼50g的最大允許誤差為：±0．3mg＞0．17mg不通過；F1等級砝碼200g的最大允許誤差為：±1．0mg＞0．34mg不通過。b．如果檢定過程中使用砝碼的實(shí)際質(zhì)量值：F1等級砝碼50g的擴(kuò)展不確定度為：±0．10mg＜0．17mg通過；F1等級砝碼200g的擴(kuò)展不確定度為：±0．3mg＜0．34mg通過；F2等級砝碼50g的擴(kuò)展不確定度為：±0．3mg＞0．17mg不通過。綜合上述，電子天平（200g/0．1mg）檢定砝碼為：準(zhǔn)確度等級：E2等級砝碼無磁砝碼（優(yōu)選）；質(zhì)量范圍：1mg-200g。簡而言之，檢定d=0．1mg、e=10d的電子天平應(yīng)用E2等級無磁砝碼的實(shí)際值。

2 電子天平示值誤差的檢定與數(shù)據(jù)處理

2.1 數(shù)據(jù)采集

此模塊用于完成計(jì)算機(jī)與電子天平之間的通信，實(shí)現(xiàn)示值讀取、清零操作、校準(zhǔn)操作等功能，用于在軟件端實(shí)現(xiàn)儀器的虛擬化。電子天平最常用的數(shù)據(jù)傳輸接口為RS232串口。系統(tǒng)軟件采用MSComm串口通信控件方式，向電子天平發(fā)送十六進(jìn)制指令，不同品牌型號的電子天平指令會存在差異，系統(tǒng)可以根據(jù)天平的品牌型號信息自動(dòng)選擇相應(yīng)指令。由于設(shè)備同時(shí)只能接收單一指令，并且砝碼放置到天平之后，需要一定的穩(wěn)定時(shí)間，因此采用定時(shí)器控制，延時(shí)發(fā)送指令或讀取數(shù)據(jù)，完成需要多個(gè)指令組合操作的復(fù)雜功能。可自動(dòng)識別是否已放置指定的砝碼，并且通過短時(shí)間內(nèi)多次數(shù)據(jù)采集，確認(rèn)示值穩(wěn)定之后，開始采集有效數(shù)據(jù)，若在指定時(shí)間內(nèi)示值不能穩(wěn)定指示，直接判定為不合格器具。

2.2 最大允許誤差

最大允許誤差就是電子天平經(jīng)過預(yù)熱之后，按照規(guī)定程序?qū)μ炱竭M(jìn)行校準(zhǔn)，數(shù)值清零，在校準(zhǔn)的過程中先是對天平不斷加載，使其數(shù)值達(dá)到最高，又陸續(xù)地對天平架進(jìn)行減載，最后直到數(shù)值再次為零。在加載、減載的數(shù)值變化過程中對數(shù)值進(jìn)行詳細(xì)記錄，然后對數(shù)值的誤差加以計(jì)算，看其最大允許誤差是否在合理區(qū)間內(nèi)，示值誤差（E）：E=I-I0，I指的是天平數(shù)值，I0指的是標(biāo)準(zhǔn)砝碼的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。電子天平的最大允許誤差如果超過了合理區(qū)間，就要對其進(jìn)行重新檢定和調(diào)整[2]。

2.3 示值誤差檢定

規(guī)程規(guī)定：各載荷點(diǎn)的示值誤差不得超過該天平在該載荷時(shí)的最大允許誤差。測試時(shí)，載荷應(yīng)從零載荷開始，逐漸地往上加載，直至加到天平的最大稱量，后逐漸地卸下載荷，直到零載荷為止。試驗(yàn)載荷必須包括下述載荷點(diǎn)：a)空載；b)最小稱量；c)最大允許誤差轉(zhuǎn)換點(diǎn)所對應(yīng)的載荷（或接近最大允許誤差轉(zhuǎn)變點(diǎn)）；d)最大稱量。無論加載或卸載，應(yīng)保證有足夠的測量點(diǎn)數(shù)，對于首次檢定的天平，測量點(diǎn)不得少于10點(diǎn)；對于后續(xù)檢定或使用中檢驗(yàn)的天平，測量點(diǎn)數(shù)可以適當(dāng)減少，但不得少于6點(diǎn)。此天平的必檢點(diǎn)為：最小稱量Min：100d=10mg=0．0100g。轉(zhuǎn)折點(diǎn)為：50gMPE=±0．5e=±0．5mg；200gMPE=±1．0e=±1．0mg；220gMPE=±1．5e=±1．5mg。 鑒 定 結(jié) 果 如 表 1所 示。 從 表1中可以看出此天平的示值誤差為：0g≤m≤50g0．1e；50g＜m ≤ 200g0．2e；200g＜m ≤ 210g0．3e。所以此電子天平的示值誤差符合規(guī)程要求。

2.4 四角誤差

這一檢定也叫偏載檢定，主要是在電子天平的秤盤上放置稱重物質(zhì)，并且通過該物質(zhì)在秤盤上的位置移動(dòng)變化，衡量電子天平的測量數(shù)值是否有變化的依據(jù)，以此來判定電子天平的準(zhǔn)確程度。但是也要注意的是，在秤盤上放置物質(zhì)測量時(shí)也要根據(jù)天平的最大承載量等要求進(jìn)行使用和檢測。

2.5 軟件界面

軟件功能實(shí)現(xiàn)后，需要更加友好的交互界面，使操作更加簡單快捷，達(dá)到提高效率的目的。軟件UI基于MFC對話框設(shè)計(jì)，將待檢定的電子天平列表展示在主窗口，方便快速查詢到需要檢定的電子天平。選擇電子天平后，在彈出的檢定窗口中，采用選項(xiàng)卡的方式，將計(jì)量器具信息、檢定項(xiàng)目、檢定結(jié)果放置在不同的選項(xiàng)卡，開始檢定后，不需要操作計(jì)算機(jī)，只需要按照提示放置砝碼即可，系統(tǒng)根據(jù)檢定作業(yè)流程，自動(dòng)跳轉(zhuǎn)至相應(yīng)的選項(xiàng)卡，檢定過程簡化了人工操作，提高了工作效率[3]。

3 結(jié)語

表1 電子天平示值誤差檢定記錄表

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)和科技不斷發(fā)展，電子天平在很多行業(yè)領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用，小到街頭巷尾的小型超市，大到國家科研項(xiàng)目的研究工作，電子天平都能在其中發(fā)揮其應(yīng)有的作用。本文針對影響電子天平計(jì)量檢定的因素加以分析，又在此基礎(chǔ)上對其檢定方法加以探究，僅供參考。