關(guān)鍵詞： 電子天平 檢定步驟 影響因素 注意事項(xiàng)

中圖分類(lèi)號(hào)： TN915.08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1672-3791（2023）16-0233-04

電子天平是在電磁力平衡重力原理輔助下制成的一種量器，其體積較小且功能齊全，操作過(guò)程簡(jiǎn)單，因而得到日漸廣泛的應(yīng)用。在長(zhǎng)期應(yīng)用過(guò)程中，做好電子天平檢定工作不容忽視。為保障電子天平測(cè)量的精準(zhǔn)度與可靠度，在檢定工作中需要使用標(biāo)準(zhǔn)砝碼，以正確的檢定流程提升其后續(xù)使用效果。

1 電子天平工作原理與檢定重要性

1.1 工作原理

電子天平的部件可細(xì)化為秤盤(pán)、傳感器、位置檢測(cè)器、功率放大器、PID 調(diào)節(jié)器、低通濾波器、顯示器等各項(xiàng)內(nèi)容。其中秤盤(pán)與顯示器為外部硬件，當(dāng)電子天平所受電磁力平衡傳感器出現(xiàn)變化時(shí)，秤盤(pán)位置也相對(duì)改變，感應(yīng)光源的位置隨之變化，并相應(yīng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。在電信號(hào)被調(diào)節(jié)器與放大器轉(zhuǎn)換為電流后，相應(yīng)的電流將體現(xiàn)于線(xiàn)圈中。在電磁力與物體質(zhì)量達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，秤盤(pán)也將相應(yīng)恢復(fù)平衡。因此，電子天平反饋的電流量與其所稱(chēng)量物體質(zhì)量成正比，在測(cè)量反饋電流的情況下，將電流轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，再對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行微機(jī)控制，最終數(shù)據(jù)經(jīng)處理后將在顯示器上以數(shù)字形式體現(xiàn)，電子天平結(jié)束工作流程。

1.2 檢定的重要性

計(jì)量檢定工作是量器在使用過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，此環(huán)節(jié)能保障電子天平計(jì)量性能，使其得到精密質(zhì)量控制。尤其在各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)與醫(yī)學(xué)診斷工作中應(yīng)用電子天平時(shí)，保障測(cè)量結(jié)果精準(zhǔn)更為重要，因此，定期對(duì)電子天平進(jìn)行檢定也是不可或缺的工作內(nèi)容，在做好檢定的前提下，電子天平才能更準(zhǔn)確地傳遞其質(zhì)量量值。在具體操作過(guò)程中，計(jì)量檢定人員需要嚴(yán)格依照國(guó)家計(jì)量檢定流程與檢定方法，避免各類(lèi)因素影響檢定工作，以更為精準(zhǔn)的方式檢定電子天平綜合性能，為其提供更為可靠的結(jié)果。

2 檢定操作步驟

電子天平計(jì)量檢定流程包括外觀檢查、安置天平、接通電源、校準(zhǔn)電子天平、關(guān)機(jī)、填寫(xiě)檢定記錄與證書(shū)6 個(gè)步驟。

2.1 外觀檢查

進(jìn)行外觀檢查時(shí)，首先需要確保電子天平外觀能看到清晰的制造廠(chǎng)名與商標(biāo)，并同時(shí)標(biāo)明產(chǎn)品名稱(chēng)、型號(hào)規(guī)格、準(zhǔn)確度級(jí)別與最大稱(chēng)量等。其次，需要查看電子天平的檢定分度值與實(shí)際分度值，明確其出廠(chǎng)編號(hào)與出廠(chǎng)日期，再檢查其電源電壓與電源頻率。再次，確保電子天平顯示器亮度均勻，不存在影響讀數(shù)等問(wèn)題。當(dāng)檢定有水準(zhǔn)器的天平時(shí)，需要確保其氣泡能調(diào)至居中位置。最后，再檢查天平外框，確保其外框嚴(yán)密，并做好相關(guān)檢定信息記錄工作。

2.2 安置天平

電子天平在工作過(guò)程中主要測(cè)試的是平衡力，因此安置天平時(shí)也需要先明確操作位置，在此位置將天平以水平方式安置，保證水準(zhǔn)器氣泡居中，以此確定電子天平的平衡度。

2.3 接通電源

電子天平在使用過(guò)程中需要注意遠(yuǎn)離熱源，在接通電源后需要先預(yù)熱，再依照天氣情況對(duì)預(yù)熱時(shí)間做出合理調(diào)節(jié)，使天平處于平衡穩(wěn)定的狀態(tài)。

2.4 電子天平校準(zhǔn)

2.4.1 保障天平平衡狀態(tài)

在電子天平空置的情況下對(duì)其進(jìn)行校正，并對(duì)其實(shí)施預(yù)加載。在校正開(kāi)始前需要先確保天平數(shù)據(jù)歸零，可按住CAL 鍵，發(fā)現(xiàn)顯示器中顯示出“CAL-”的字樣時(shí)即停止，當(dāng)“CAL-”字樣后出現(xiàn)閃爍的數(shù)字時(shí)，則需要放置相同的校準(zhǔn)砝碼，如閃爍碼顯示為“100”，則需要在秤盤(pán)上放入100 g 標(biāo)準(zhǔn)砝碼，確保顯示器上出現(xiàn)“100”的字樣。此后則需要關(guān)閉門(mén)窗，在長(zhǎng)時(shí)間關(guān)閉門(mén)窗的前提下，如數(shù)字保持不變并在取下砝碼后歸零，則可判定為通過(guò)檢定。但當(dāng)數(shù)字發(fā)生變化或無(wú)法歸零時(shí)，則需要再次進(jìn)行試驗(yàn)。

2.4.2 檢定電子天平偏載誤差

為確保電子天平的測(cè)量結(jié)果一致，可在秤盤(pán)各位置增加載荷，將試驗(yàn)載荷量確定為1/3（最大稱(chēng)量+最大加法除皮效果）砝碼，在秤盤(pán)中劃分出不同區(qū)域，在各個(gè)區(qū)域中選擇一個(gè)點(diǎn)確定測(cè)量位置，得出示值誤差，在示值誤差低于最大允許誤差數(shù)值的情況下，即可判定為符合檢定要求。

2.4.3 檢定電子天平重復(fù)性

在對(duì)電子天平進(jìn)行檢定時(shí)，也需要重視其重復(fù)性，即在檢定條件相同的情況下，可使用相同的電子天平對(duì)相同載荷進(jìn)行多次衡量，并比較多次衡量結(jié)果之間的差值。重復(fù)性檢定應(yīng)當(dāng)在電子天平空載與加載的情況完成，其中試驗(yàn)載荷可取電子天平最大衡量的80％～100％單個(gè)砝碼，保證測(cè)量6 次以上，再記錄每次加載與空載平衡狀態(tài)下的讀數(shù)。在多次測(cè)量相同載荷的數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)值的差距在最大允許范圍內(nèi)的情況下，即可判定檢定合格，同時(shí)每次增加載荷都需要?dú)w零一次。

2.4.4 檢定電子天平示值誤差

示值誤差是校正零點(diǎn)修正后的誤差，在電子天平檢定試驗(yàn)中，試驗(yàn)載荷需要涵蓋空載、最小衡量、影響天平誤差值轉(zhuǎn)換點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的載荷與最大衡量。在首次使用電子天平時(shí)，需要保證點(diǎn)數(shù)大于10 點(diǎn)，后續(xù)使用則需要保證點(diǎn)數(shù)大于6 點(diǎn)。在測(cè)試過(guò)程中需要由零載荷入手，逐步提升載荷量，直至載荷量達(dá)到最大衡量值，再逐步減少載荷，直至零載荷為止。

2.5 關(guān)機(jī)

完成全部檢定工作后即可關(guān)機(jī)，需要先關(guān)閉電源，再將防塵罩蓋在電子天平上方，使電子天平隔離灰塵。

2.6 填寫(xiě)檢定記錄與證書(shū)

在分析測(cè)量結(jié)果時(shí)，仍需填寫(xiě)相關(guān)檢定記錄，并評(píng)估檢定結(jié)果的可靠性，依照實(shí)際結(jié)果出具相應(yīng)檢定證書(shū)或檢定通知書(shū)[1]。

3 電子天平檢定的影響因素

3.1 人為因素

在電子天平檢定工作中，人為因素是影響檢定的重要因素之一，由于檢定人員職業(yè)素養(yǎng)相對(duì)缺失，操作過(guò)程易存在不合格情況，無(wú)形中使檢定結(jié)果也缺乏應(yīng)有的精準(zhǔn)度。如部分檢定人員在工作中過(guò)度追求使得，使用電子天平前缺乏應(yīng)有的登記，使電子天平的載荷量無(wú)形中加大，長(zhǎng)此以往則容易損壞電子天平內(nèi)部元件，影響后續(xù)檢定的精準(zhǔn)性。同時(shí)部分電子天平類(lèi)型相對(duì)特殊，在使用與檢定時(shí)的方法也存在差異，但部分檢定人員并未注意此類(lèi)電子天平的特性，仍采取常用的大眾型檢定方法，對(duì)電子天平造成了一定損壞。同時(shí)，在使用電子天平的過(guò)程中，也需要依照實(shí)際類(lèi)型選擇檢定重力，一旦無(wú)法正確選擇，則容易由于人為失誤對(duì)電子天平造成損壞，使整體檢定結(jié)果缺乏精準(zhǔn)度。

3.2 環(huán)境因素

當(dāng)電子天平處于不同環(huán)境時(shí)，其檢定結(jié)果也容易相應(yīng)受影響。如當(dāng)電子天平在檢定過(guò)程中所處環(huán)境溫度過(guò)高或過(guò)低，都容易對(duì)其靈敏度造成不利影響，同時(shí)環(huán)境濕度與環(huán)境壓強(qiáng)等都可能影響檢定結(jié)果，且檢定過(guò)程中存在振動(dòng)情況時(shí)，電子天平的準(zhǔn)確度也難以得到保障。

3.3 裝置因素

電子天平屬于精密儀器，在使用與檢定過(guò)程中都需要固定裝置，尤其標(biāo)準(zhǔn)量值計(jì)量對(duì)電子天平的固定模式要求更高。且電子天平在使用過(guò)程中，位置、儀器、儀表等設(shè)備都可能存在誤差，即使檢定人員嚴(yán)格依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)完成操作，也難以完全避免誤差，此類(lèi)誤差無(wú)形中也影響電子天平計(jì)量精準(zhǔn)度。由裝置因素引發(fā)的誤差對(duì)電子天平自身影響并不大，但對(duì)計(jì)量結(jié)果造成影響，進(jìn)而為檢定人員后續(xù)工作造成影響[2]。

3.4 方法因素

為保障電子天平檢定工作的精準(zhǔn)度，需要嚴(yán)格按照檢定方法與檢定流程完成相關(guān)工作。一旦操作未按照相應(yīng)方法完成，則容易影響檢定結(jié)果精準(zhǔn)度。如預(yù)熱時(shí)間不足時(shí)，電子天平內(nèi)部零件可能存在難以高度匹配的問(wèn)題，此問(wèn)題容易影響電子天平內(nèi)部構(gòu)件與傳感器之間的熱平衡，導(dǎo)致檢定結(jié)果存在誤差。當(dāng)預(yù)壓環(huán)節(jié)不到位時(shí)，電子天平則將長(zhǎng)時(shí)間處于空載狀態(tài)，導(dǎo)致其內(nèi)部構(gòu)件休止，此時(shí)衡量則容易影響內(nèi)部精密構(gòu)件靈敏度，使示值存在不穩(wěn)定性，甚至導(dǎo)致更為嚴(yán)重的誤差。大部分電子天平都存在自動(dòng)校準(zhǔn)功能，但檢定人員不能盲目信任此項(xiàng)功能，仍需進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)，當(dāng)過(guò)于信任自動(dòng)校準(zhǔn)功能時(shí)，電子天平的檢定結(jié)果也難以保持精準(zhǔn)度[3]。

4 電子天平檢定的注意事項(xiàng)

4.1 在檢定環(huán)節(jié)中的注意事項(xiàng)

4.1.1 水平調(diào)整環(huán)節(jié)的注意事項(xiàng)

對(duì)于檢定前尚未使用過(guò)的電子天平，需要檢定人員先進(jìn)行水平調(diào)整，再保持靜置滿(mǎn)24 h。此操作旨在使電子天平內(nèi)部零件保持機(jī)械平衡，并提升對(duì)周邊環(huán)境溫度的適應(yīng)性。在電子天平處于溫度平衡狀態(tài)后，即可調(diào)整水準(zhǔn)器，使其處于居中位置，再進(jìn)行檢定。此項(xiàng)操作旨在使電子天平內(nèi)部零件保持平衡狀態(tài)，在電子天平長(zhǎng)時(shí)間不使用的情況下，內(nèi)部零件平衡也容易丟失。應(yīng)做好水平調(diào)整并靜置24 h 是應(yīng)有平衡丟失的有效重力。檢定人員在開(kāi)始檢定前需要依照具體情況判斷其水平調(diào)整情況，以此提升后續(xù)計(jì)量檢定操作的嚴(yán)謹(jǐn)度。此外，還需要對(duì)檢定結(jié)果做好對(duì)比，以此排除電子天平計(jì)量功能的偏差。

4.1.2 預(yù)熱與預(yù)壓環(huán)節(jié)的注意事項(xiàng)

電子天平檢定前的預(yù)熱與預(yù)壓環(huán)節(jié)不可或缺，檢定人員需要高度重視。現(xiàn)階段新型電子天平功能已不斷完善，預(yù)熱時(shí)也需要參照其具體功能，并對(duì)預(yù)熱時(shí)間做出有效調(diào)整，同時(shí)需要選擇正確的預(yù)熱方法，以此避免不合理預(yù)熱影響電子天平內(nèi)部其他部件精準(zhǔn)度。預(yù)熱時(shí)也需要注意電子天平所處環(huán)境中的電磁干擾與噪聲干擾，可使用外置變壓器控制此類(lèi)干擾，以此保障電子天平檢定質(zhì)量。

完成預(yù)熱后仍需要對(duì)電子天平進(jìn)行預(yù)壓，檢定人員在此環(huán)節(jié)需要做好加壓與卸壓兩項(xiàng)工作。加壓旨在保障電子天平內(nèi)部構(gòu)件得到精準(zhǔn)體現(xiàn)，消除其中存在的摩擦與遲鈍等問(wèn)題。卸壓旨在觀察電子天平顯示值能否順利歸零，當(dāng)未能歸零時(shí)則可判定電子天平內(nèi)部構(gòu)件存在失衡或計(jì)量功能錯(cuò)誤，需要做好相應(yīng)調(diào)整。

完成預(yù)壓后，檢定人員也需要確定電子天平的運(yùn)行狀態(tài)，尤其需要明確其承壓部位能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，以此提升檢定工作水平[4]。

4.1.3 檢定環(huán)境控制環(huán)節(jié)的注意事項(xiàng)

作為一種精密儀器，電子天平的檢定環(huán)境要求相對(duì)較高。其所處環(huán)境中的溫度、濕度、壓力、穩(wěn)定性都對(duì)檢定工作造成一定影響，因此控制檢定環(huán)境尤為重要。做好檢定環(huán)境控制工作，保障檢定環(huán)境與相關(guān)要求相契合，消除環(huán)境因素對(duì)檢定工作造成的不利影響，能提升檢定結(jié)果的精準(zhǔn)度，使檢定工作更具效果。如控制檢定環(huán)境溫度時(shí)，需要遵循控制室溫度在-10～40 ℃的規(guī)定，同時(shí)將灰塵量控制在限定范圍內(nèi)。此外也需要避免濕度過(guò)大與粉塵過(guò)多等問(wèn)題，此類(lèi)問(wèn)題都對(duì)計(jì)量檢定結(jié)果的精準(zhǔn)度造成不利影響。當(dāng)存在超標(biāo)的環(huán)境條件時(shí)，檢定人員需要積極干預(yù)后續(xù)工作，以此使各項(xiàng)指標(biāo)都能符合標(biāo)示，在此前提下進(jìn)一步開(kāi)展檢定工作，以提升檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性。在整體檢定過(guò)程中需要注意關(guān)閉空調(diào)與排風(fēng)扇等設(shè)備，并保障室內(nèi)不存在氣流，同時(shí)保障電子天平與電磁干擾等來(lái)源保持一定距離。

4.2 保障檢定準(zhǔn)確性的具體措施

在電子天平檢定工作中，為提升結(jié)果的精準(zhǔn)度，需要加大對(duì)整體操作環(huán)節(jié)的控制力度，具體可由三方面入手。

一是對(duì)電子天平靈敏度做出有效控制，靈敏度是電子天平在工作過(guò)程中的反應(yīng)程度，也是其獲取數(shù)據(jù)精準(zhǔn)程度的重要體現(xiàn)。在控制過(guò)程中，檢定人員需要嚴(yán)格依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)完成檢測(cè)。

二是嚴(yán)格控制電子天平最大誤差，此環(huán)節(jié)也是檢定工作中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)檢定結(jié)果造成嚴(yán)重影響。需要檢定人員對(duì)可能導(dǎo)致誤差的因素與加大誤差的因素都進(jìn)行綜合考量，盡量全面顧及不同因素，為提升檢定結(jié)果精準(zhǔn)度提供有力保障。

三是對(duì)電子天平重復(fù)性做好控制，此環(huán)節(jié)需要檢定人員具備一定耐心，對(duì)相同物品反復(fù)測(cè)量，并比較多次測(cè)量結(jié)果。在此過(guò)程中，也需要嚴(yán)格控制影響測(cè)量結(jié)果的各項(xiàng)因素，使整體結(jié)果更為精準(zhǔn)與可靠[5]。

4.3 具體操作環(huán)節(jié)的注意事項(xiàng)

檢定工作是監(jiān)管部門(mén)對(duì)精密儀器實(shí)施的一項(xiàng)有效監(jiān)測(cè)工作，此項(xiàng)工作質(zhì)量水平對(duì)各行各業(yè)后續(xù)生產(chǎn)造成一定影響。因此，檢定人員需要在電子天平檢定過(guò)程中注意各事項(xiàng)，以此硲檢定效果。

4.3.1 合理選擇標(biāo)準(zhǔn)砝碼

標(biāo)準(zhǔn)砝碼種類(lèi)相對(duì)較多，在對(duì)電子天平進(jìn)行檢定時(shí)需要檢定人員根據(jù)檢定對(duì)象做出合理選擇。在確定標(biāo)準(zhǔn)砝碼的過(guò)程中，需要注意所選砝碼不能超出電子天平勁旅的最大誤差值的1/3，同時(shí)也需要檢定人員嚴(yán)格依照標(biāo)準(zhǔn)砝碼做好相關(guān)衡量工作，以此保障電子天平性能，提升檢定結(jié)果精度[6]。

4.3.2 密切關(guān)注電子天平免檢問(wèn)題

由市場(chǎng)中流通的電子天平整體情況來(lái)看，現(xiàn)階段已有越來(lái)越多的電子天平具備免檢能力，如最小制度未超過(guò)1 mg 的電子天平無(wú)需檢定其鑒別力、檢定標(biāo)尺分度值不相等時(shí)無(wú)需檢定其鑒別力、具備標(biāo)準(zhǔn)功能的電子天平也符合免檢要求。在檢定工作中除符合免檢標(biāo)準(zhǔn)的電子天平外，其余電子天平都需要嚴(yán)格依照檢定標(biāo)準(zhǔn)做好檢定工作，保障其后續(xù)使用的準(zhǔn)確性。

4.3.3 保障檢定證書(shū)的規(guī)范性與合理性

當(dāng)檢定工作完成后，檢定人員也需要依照檢定結(jié)果出具規(guī)范合理的檢定證書(shū)，同時(shí)編制檢定證書(shū)時(shí)需要保障其具備法律效力，以保障電子天平市場(chǎng)環(huán)境的穩(wěn)定性。

4.3.4 明確電子天平分級(jí)與允差

在電子天平未給出檢定分度值前，檢定人員往往傾向于將電子天平精準(zhǔn)度當(dāng)作其最小分度值。但檢定標(biāo)尺分度僅為對(duì)電子天平精準(zhǔn)度級(jí)別做出評(píng)定的數(shù)值，或可視作對(duì)天平允許最大誤差的判定依據(jù)。允許超過(guò)的最大誤差需要控制在1d 以?xún)?nèi)，即e=d 或e=2d。在此過(guò)程中需要先明確電子天平前期示值，排除可能存在的誤差，在具體判定過(guò)程中，檢定人員可利用公式P=I+1/2e-△L，其中P 為修約前期的電子天平示值，I 代表電子天平的示值，△L 代表附加砝碼值。計(jì)算檢定誤差時(shí)可利用E=P-L 的公式，其中E 代表化整前期的示值誤差，L 代表載荷值。此后，可進(jìn)一步利用EC=EEO的公式，其中EC 代表化整前的修正誤差，EO 代表電子天平在零點(diǎn)附近的誤差或零點(diǎn)。在各種公式不斷得到應(yīng)用的情況下，電子天平檢定工作的分級(jí)與誤差也能更為明確，后續(xù)檢定工作進(jìn)展也能隨之更為精準(zhǔn)[7]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電子天平在各行各業(yè)中的應(yīng)用范圍日常拓寬，作為一種精密儀器，其長(zhǎng)期使用過(guò)程中容易存在誤差不斷增大的趨勢(shì)。為避免誤差對(duì)衡量工作的不利影響，做好相應(yīng)計(jì)量檢定工作尤為重要。相關(guān)從業(yè)人員需要明確檢定工作的重要性與檢定原理，對(duì)影響檢定的各項(xiàng)因素進(jìn)行綜合考量，并在檢定工作中不斷完善各個(gè)環(huán)節(jié)，避免不良因素對(duì)檢定工作造成的影響。同時(shí)，需要合理選擇標(biāo)準(zhǔn)砝碼，關(guān)注免檢問(wèn)題，完善檢定證書(shū)，使電子天平檢定工作日臻完善，為后續(xù)檢定工作順利進(jìn)行提供有力保障。