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電子分析天平的檢定

[2012/7/30]

　　一、電子天平以其操作簡(jiǎn)單、稱(chēng)量準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點(diǎn),迅速在工業(yè)生產(chǎn)、科研、貿(mào)易等方面得到廣泛應(yīng)用。但因電子天平的計(jì)量性能經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后可能發(fā)生變化,國(guó)家規(guī)定對(duì)其性能應(yīng)進(jìn)行定期檢定。目前檢定電子天平的依據(jù)文件是《JJG98-90非自動(dòng)天平檢定規(guī)程》(以下稱(chēng)JJG98-90),本文結(jié)合具體工作實(shí)踐,對(duì)電子天平的檢定過(guò)程作一些說(shuō)明。

　　二、兩點(diǎn)說(shuō)明

　　1.應(yīng)明確的兩個(gè)概念

　　在電子天平的檢定工作中,首先應(yīng)明確實(shí)際分度值d和檢定分度值e兩個(gè)概念和它們之間的關(guān)系,根據(jù)《No76-1國(guó)際建議》中的定義,電子天平的實(shí)際分度值是指相鄰兩個(gè)示值之差,它表示電子天平的讀數(shù)能力;而檢定分度值則是用于天平(包括機(jī)械天平)的分級(jí)和檢定的,并以質(zhì)量單位表示的值。它們之間存在下述關(guān)系:d≤e≤10d。

　　2.應(yīng)重視的兩步操作

　　電子天平的生產(chǎn)廠家、型號(hào)眾多,操作方法各異,但操作使用任何一臺(tái)電子天平時(shí)都應(yīng)注意以下兩點(diǎn):首先應(yīng)將電子天平調(diào)整至水平狀態(tài),并按規(guī)定時(shí)間進(jìn)行預(yù)熱,然后再對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)(可選擇外校或內(nèi)校方式),以消除不同使用地點(diǎn)重力加速度的不同對(duì)其稱(chēng)量結(jié)果的影響。這一過(guò)程是正確檢定(包括使用)電子天平所必須的,否則難以保證檢定(或稱(chēng)量)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

　　三、電子天平的檢定

　　JJG98-90中指出評(píng)定電子天平的計(jì)量性能的指標(biāo)有8項(xiàng),其中對(duì)使用中的電子天平的周期檢定主要是前4項(xiàng):鑒別力和靈敏度、最大允許誤差、重復(fù)性和偏載的檢定。下面分別對(duì)它們作一些說(shuō)明:

　　1.靈敏度和鑒別力的檢定

　　根據(jù)《No76-1國(guó)際建議》中的說(shuō)明,靈敏度是指對(duì)于一個(gè)給定的重量變化(Δm),衡器的指示值相應(yīng)能發(fā)生的示值變化(ΔL)。而鑒別力則是表征衡器對(duì)微小載荷的反應(yīng)能力,也即要引起衡器示值有一個(gè)可發(fā)覺(jué)的變化需要添加的重量是多少。對(duì)電子天平來(lái)說(shuō),鑒別力是一個(gè)有意義的概念,而靈敏度則沒(méi)有實(shí)際意義,因此檢定員不要因?yàn)橐?guī)程中將二者列在一起說(shuō)明而產(chǎn)生誤解。

　　對(duì)使用中的電子天平鑒別力的檢定,通常允許作簡(jiǎn)化處理,即選擇在空載或全載時(shí)處于平衡狀態(tài)的天平上,用質(zhì)量為1.4d的小砝碼,輕緩地加放在天平上或從其上拿下,此時(shí)原來(lái)的天平示值應(yīng)有變化(具體過(guò)程見(jiàn)JJG98-90中表15)。一般來(lái)說(shuō),使用中的電子天平的鑒別力不會(huì)有問(wèn)題,所以規(guī)程中指出:對(duì)于d≤1mg或e>2d的電子天平,允許免檢其鑒別力。

　　2.各載荷點(diǎn)的最大允許誤差的檢定

　　電子天平的最大允許誤差是指天平的線(xiàn)性度,它與電子天平的準(zhǔn)確度等級(jí)和稱(chēng)量有關(guān)(詳見(jiàn)JJG98-90第8頁(yè)表8),其目的是判定電子天平的示值誤差是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。

　　通常,示值誤差(E)由下式來(lái)確定:E=I-I0,I為天平指示值,I0為標(biāo)準(zhǔn)砝碼的標(biāo)稱(chēng)值。對(duì)電子天平來(lái)說(shuō),這樣計(jì)算示值誤差是不夠嚴(yán)密的。我們知道,電子天平是數(shù)字顯示方式,其示值的變化不是連續(xù)的,而是以階躍形式進(jìn)行。這樣,當(dāng)天平的實(shí)際示值處于相鄰兩個(gè)數(shù)字之間時(shí),實(shí)際示值總是按一定的數(shù)字化整方式,以某一相鄰數(shù)字顯示出來(lái),因此,電子天平的數(shù)字顯示值除含有實(shí)際模擬示值外,還包含著數(shù)字化整誤差。在對(duì)電子天平進(jìn)行檢定時(shí),應(yīng)當(dāng)剔除這個(gè)數(shù)字化整誤差,找到實(shí)際模擬示值,以準(zhǔn)確確定電子天平的示值誤差。在實(shí)際檢定中,常采用附加小砝碼尋求數(shù)字轉(zhuǎn)換點(diǎn),來(lái)進(jìn)行湊整計(jì)算的方法,其過(guò)程是:對(duì)某一

　　檢定點(diǎn)用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)砝碼L加載,此時(shí)天平顯示值為I,然后將e/10值的附加小砝碼Z逐個(gè)增加至ΔL時(shí),顯示數(shù)字增加一個(gè)字或在相鄰兩個(gè)示值間轉(zhuǎn)換跳動(dòng)。此時(shí)即可知數(shù)字化整誤差為(e/2-ΔL),而實(shí)際模擬值為(I e/2-ΔL);由此得到該檢定點(diǎn)的示值誤差E=(I e/2-ΔL)-L,這就是JJG98-90中檢定電子天平示值誤差的計(jì)算公式。

　　JJG98-90中同時(shí)指出:對(duì)e≥5d的電子天平允許不作數(shù)字化整誤差的修正,下面以?xún)蓚(gè)具體實(shí)例作比較說(shuō)明:(實(shí)例略)

　　3.重復(fù)性檢定

　　重復(fù)性是描述電子天平在相同的測(cè)量條件下,對(duì)同一載荷多次稱(chēng)量結(jié)果之間的差值,是衡量電子天平稱(chēng)量結(jié)果能否達(dá)到一致的能力。重復(fù)性檢定應(yīng)在空載和加載狀態(tài)下進(jìn)行,其檢定過(guò)程及數(shù)據(jù)處理方法按JJG98-90第45頁(yè)表18進(jìn)行。對(duì)e≥5d的電子天平同樣允許省略數(shù)字化整誤差的修正過(guò)程而直接用天平示值減去砝碼質(zhì)量值來(lái)計(jì)算重復(fù)性誤差。

　　4.偏載檢驗(yàn)

　　偏載檢驗(yàn)又稱(chēng)四角誤差檢驗(yàn),它是通過(guò)將載荷放置在稱(chēng)盤(pán)上不同的位置來(lái)檢驗(yàn)天平提供一致結(jié)果的能力。在實(shí)際檢定工作中,應(yīng)根據(jù)電子天平的使用要求來(lái)確定檢驗(yàn)載荷,具體內(nèi)容和方法參見(jiàn)JJG98-90中第55頁(yè)說(shuō)明。