/ 上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院

0 引言

原始記錄作為出具證書報(bào)告的唯一信息來(lái)源，其信息的真實(shí)完整直接影響證書報(bào)告的準(zhǔn)確與否，為了確保電子天平檢校證書或報(bào)告的法律效力，電子天平原始記錄的真實(shí)與規(guī)范就顯得十分重要。伴隨市場(chǎng)電子天平檢校業(yè)務(wù)量的日益增加，電子天平紙質(zhì)版原始記錄的問(wèn)題也日益突顯。傳統(tǒng)紙質(zhì)版電子天平原始記錄存在不易保管、不便查詢及處理效率低等缺點(diǎn)。當(dāng)前提升檢校效率，更好地保證電子天平檢校工作質(zhì)量已成為計(jì)量檢測(cè)行業(yè)急需解決的重要問(wèn)題。本文利用Excel軟件制作電子天平電子原始記錄模板，將初始檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行電子化，從而方便地實(shí)現(xiàn)了電子天平原始數(shù)據(jù)后續(xù)的加工處理、修改痕跡的追溯、證書報(bào)告的自動(dòng)生成以及記錄的存儲(chǔ)和查詢等功能，在有效提升電子天平原始記錄的溯源性、準(zhǔn)確性及安全性的前提下，也提高了工作效率。

1 電子天平電子原始記錄模板制作

電子天平電子原始記錄模板的制作主要包括兩部分：信息頁(yè)和結(jié)果頁(yè)，其中信息頁(yè)包括信息首頁(yè)和數(shù)據(jù)頁(yè)。信息首頁(yè)包括：待檢樣品信息、所依據(jù)的規(guī)程規(guī)范、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器、檢測(cè)地點(diǎn)、溫濕度等。信息首頁(yè)是利用本單位的Lims系統(tǒng)直接關(guān)聯(lián)獲取。數(shù)據(jù)頁(yè)設(shè)計(jì)利用Excel軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)導(dǎo)入相應(yīng)的計(jì)算公式，設(shè)置框格有效性，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的記錄和自動(dòng)計(jì)算。證書結(jié)果頁(yè)是利用計(jì)算公式提取信息頁(yè)中相應(yīng)數(shù)據(jù)自動(dòng)生成，并且證書頁(yè)有相應(yīng)的預(yù)警設(shè)置，在數(shù)據(jù)超差或者出現(xiàn)異樣數(shù)據(jù)時(shí)數(shù)據(jù)頁(yè)和結(jié)果頁(yè)會(huì)自動(dòng)提示。

2 電子天平測(cè)試項(xiàng)目

2.1 示值誤差測(cè)試

示值誤差的測(cè)試，依據(jù)檢定規(guī)程對(duì)載荷點(diǎn)進(jìn)行加載、卸載測(cè)試，試驗(yàn)載荷點(diǎn)包括：空載、最小秤量、最大允許誤差轉(zhuǎn)換點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的載荷（或接近最大允許誤差轉(zhuǎn)變點(diǎn)）、最大秤量。利用計(jì)算機(jī)將儀器加卸載生成的TXT文件轉(zhuǎn)換為Excel文件，并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入至電子天平電子原始記錄模板的數(shù)據(jù)頁(yè)中對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)載荷框格的灰色區(qū)域（圖1），其余部分利用Excel軟件編輯好的公式進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和判斷，原始記錄表格中設(shè)置數(shù)據(jù)保護(hù)功能，保證數(shù)據(jù)的安全性。利用E2等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)砝碼對(duì)一臺(tái)Max= 210 g，d=0.1 mg，e= 1 mg，TE214S 型 級(jí)的 Sartorius高精密電子天平的檢測(cè)過(guò)程，來(lái)說(shuō)明電子天平電子原始記錄的生成過(guò)程。

圖1為天平檢定示值誤差測(cè)試，實(shí)驗(yàn)載荷數(shù)據(jù)，依據(jù)天平銘牌信息中天平等級(jí)及檢定規(guī)程設(shè)定要測(cè)的測(cè)量點(diǎn)，圖1中灰色區(qū)域?yàn)闇y(cè)試生成的Excel文件直接導(dǎo)入的數(shù)據(jù)，加卸載誤差計(jì)算公式為

式中：Ec—— 加卸載誤差，g；

E0—— 零點(diǎn)附近加卸載誤差，g；

I—— 加卸載示值，g；

L—— 實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)載荷值，g；

e—— 檢定分度值，mg

相應(yīng)分段范圍示值誤差的數(shù)據(jù)來(lái)源為加載誤差和卸載誤差中絕對(duì)值最大值，示值誤差數(shù)據(jù)框格進(jìn)行條件格式的有效設(shè)置。如果示值誤差未介于相應(yīng)允差范圍內(nèi)，則框格背景顯示為藍(lán)色，如果介于，則框格背景顯示白色，如圖1所示。

針對(duì)電子天平的校準(zhǔn)示值誤差測(cè)試，應(yīng)該附有被校天平示值數(shù)據(jù)，其校準(zhǔn)示值的計(jì)算公式為：

式中：I′—— 被校天平示值，g；

I—— 加卸載示值，g；

ΔE—— 相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)器修正值，mg

如圖2所示為天平校準(zhǔn)時(shí)的示值誤差測(cè)試。

2.2 偏載誤差測(cè)試

如圖3所示為電子天平偏載誤差測(cè)試，依據(jù)JJG 1036-2008電子天平計(jì)量檢定規(guī)程規(guī)定，天平應(yīng)具有零點(diǎn)跟蹤裝置，零點(diǎn)跟蹤裝置出廠默認(rèn)為開(kāi)啟狀態(tài)，零點(diǎn)誤差是零點(diǎn)附近的示值誤差。偏載誤差的測(cè)試為對(duì)零點(diǎn)修正后的修正誤差，故偏載誤差的測(cè)試載荷應(yīng)包括零點(diǎn)載荷及1/3（最大秤量+最大加法除皮效果）的實(shí)驗(yàn)載荷。零點(diǎn)誤差或零點(diǎn)附近誤差利用10e載荷點(diǎn)來(lái)確定。

圖1 天平檢定示值誤差

圖2 天平校準(zhǔn)示值誤差

誤差數(shù)據(jù)中加載誤差按式（1）計(jì)算；偏載誤差數(shù)據(jù)是通過(guò)選取相應(yīng)允差范圍內(nèi)各示值誤差絕對(duì)值的最大值來(lái)確定。并將偏載誤差數(shù)據(jù)框格進(jìn)行條件格式的有效設(shè)置，如果示值誤差未介于相應(yīng)允差范圍內(nèi)，則框格背景顯示為藍(lán)色，如果介于，則框格背景顯示白色，本文偏載測(cè)試載荷點(diǎn)為100 g，如圖3所示。

2.3 重復(fù)性測(cè)試

如圖4為天平重復(fù)性誤差測(cè)試，天平重復(fù)性測(cè)試要求同一載荷多次測(cè)量結(jié)果的差值不大于該載荷點(diǎn)下最大允許誤差的絕對(duì)值，實(shí)驗(yàn)載荷選取80%～100%最大秤量的單個(gè)砝碼。示值誤差及最大允差范圍的選取與偏載誤差測(cè)試中相應(yīng)數(shù)據(jù)列的計(jì)算方法相同，此處不再贅述。重復(fù)性誤差的計(jì)算是通過(guò)選取相應(yīng)允許誤差范圍內(nèi)最大與最小示值誤差差值來(lái)確定的，重復(fù)性誤差計(jì)算公式為

圖3 天平偏載誤差

式中：Emax—— 最大加載誤差，g；

Emin—— 最大加載誤差，g

重復(fù)性測(cè)試載荷點(diǎn)為200 g，如圖4所示。

圖4 天平重復(fù)性誤差

3 結(jié)果頁(yè)

3.1 檢定證書結(jié)果頁(yè)

結(jié)果頁(yè)設(shè)計(jì)包括檢定結(jié)果頁(yè)和校準(zhǔn)結(jié)果頁(yè)。檢定證書結(jié)果頁(yè)中顯示檢定結(jié)果是否滿足相應(yīng)檢定技術(shù)要求，即是否合格。如圖5為檢定結(jié)果頁(yè)圖。檢定證書結(jié)果頁(yè)包括：檢定項(xiàng)目、技術(shù)要求、檢定結(jié)果。檢定結(jié)果數(shù)據(jù)取自相應(yīng)檢定項(xiàng)目結(jié)果，檢定結(jié)果數(shù)據(jù)各框格進(jìn)行條件格式的有效設(shè)置。如果示值誤差未介于相應(yīng)允差范圍內(nèi)，則框格背景顯示為藍(lán)色；如果介于，則框格背景顯示白色。

圖5 檢定證書結(jié)果頁(yè)

3.2 校準(zhǔn)證書結(jié)果頁(yè)

校準(zhǔn)證書結(jié)果頁(yè)不僅需要顯示被校天平各測(cè)量點(diǎn)示值，而且需要求解被校天平示值誤差的擴(kuò)展不確定度。如圖6為校準(zhǔn)結(jié)果頁(yè)圖，被校天平示值列數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)自示值誤差測(cè)試中相應(yīng)結(jié)果。擴(kuò)展不確定度U的來(lái)源主要包括：測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度、電子天平分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度、電子天平偏載引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度、標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量ms引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。本文以一臺(tái)Max= 210 g，d=0.1 mg，e= 1 mg，TE214S 型 級(jí)的 Sartorius高精密電子天平的200 g稱量點(diǎn)舉例說(shuō)明。

3.2.1 測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度u（m）的評(píng)定

輸入量m的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來(lái)源于天平的測(cè)量重復(fù)性，用一組砝碼通過(guò)連續(xù)測(cè)量得到測(cè)量數(shù)據(jù)，采用A類方法進(jìn)行評(píng)定。在重復(fù)性條件下連續(xù)測(cè)量10 次，得到測(cè)量數(shù)據(jù)為：200.000 0 g，200.000 1 g，200.000 0 g，200.000 0 g，200.000 0 g，200.000 0 g，200.000 1 g，200.000 0 g，200.000 0 g，200.000 0 g。

由測(cè)量重復(fù)性導(dǎo)致的測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

u(m) =s= 0.032 7 mg

在Excel軟件計(jì)算表中用公式求解u（m）：

STEVD（200.0000，200.0001，200.0000，200.0000，200.0000，200.0000，200.0001，200.0000，200.0000，200.0000）

3.2.2 電子天平分辨力引入的不確定度

3.2.3 電子天平偏載引入的不確定度

3.2.4 標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量引入的不確定度

標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量引入的不確定度采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。標(biāo)準(zhǔn)砝碼為E2等級(jí)200 g砝碼，其擴(kuò)展不確定度為 0.10 mg，包含因子k= 2，則偏載引入的不確定度為

3.2.5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

由于u(m) ＞u(d)，故合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(m)的計(jì)算公式為

圖6 校準(zhǔn)證書結(jié)果頁(yè)

在Excel軟件計(jì)算表中用公式求解uc(m)：

3.2.6 測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度評(píng)定

4 結(jié)語(yǔ)

本文依據(jù)電子天平計(jì)量檢定規(guī)程JJG 1036-2008及工作經(jīng)驗(yàn)，利用Excel軟件制作了電子天平電子原始記錄模板，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)自動(dòng)化計(jì)算、超差判別與主動(dòng)提示。不僅減輕檢定人員的工作量，降低了人為差錯(cuò)，而且解決了電子天平紙質(zhì)版原始記錄不易保管、不便查詢及處理效率低等問(wèn)題，有效提高電子天平檢校效率，為電子天平原始記錄的電子化推廣和應(yīng)用提供借鑒。