【摘 要】 電子天平利用電磁力平衡重力原理的制成，其稱量準(zhǔn)確可靠，顯示快速清晰，具有體積小、稱量快、精度高操作方便的特點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)、生活、科研、商業(yè)等域。為了保證電子天平在實(shí)際應(yīng)用中的準(zhǔn)確度，需要對(duì)其進(jìn)行定期檢定。本文探討了電子天平要點(diǎn)及檢定過程中的注意事項(xiàng)。

　　電子天平的制作原理，是利用電磁力平衡重力，其稱量準(zhǔn)確可靠，顯示快速清晰。由于電子天平內(nèi)置了稱重傳感器等精密的電子部件，在使用一段時(shí)間后，可能會(huì)出現(xiàn)測(cè)量誤差較大等問題，因此，要對(duì)其進(jìn)行定期檢定，以提高其度，延長(zhǎng)其使用壽命。下面就對(duì)電子天平要點(diǎn)及檢定過程中的注意事項(xiàng)進(jìn)行探討。

　　目前我國(guó)開展電子天平檢定工作的依據(jù)是《JJG98-90非自動(dòng)天平試行檢定規(guī)程》，該規(guī)程參照了法制計(jì)量組織(OIML)No.76《非自動(dòng)衡量?jī)x器》、No.74《電子衡量?jī)x器》建議和1《對(duì)電子測(cè)量?jī)x器的通用要求》等計(jì)量組織文件，涵蓋了包括機(jī)械天平、電子天平及其諸多細(xì)分種類天平的檢定。

　　1 電子天平的基本結(jié)構(gòu)

　　電子天平的主要工作原理為利用電磁力平衡重力，其主要由以下十一個(gè)部分組成：(1)秤盤;(2)傳感器;(3)位置檢測(cè)器;(4)PID調(diào)節(jié)器;(5)功率放大器;(6)低通濾波器;(7)模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器;(8)微計(jì)算機(jī);(9)顯示器;(10)機(jī)殼;(11)底腳。其中主要部件為傳感器，一般采用應(yīng)變式傳感器、電容式傳感器、電磁平衡式傳感器。電子天平的特點(diǎn)是稱量準(zhǔn)確可靠、顯示快速清晰并且具有自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、簡(jiǎn)便的自動(dòng)校準(zhǔn)裝置以及超載保護(hù)等裝置。

　　2 電子天平的主要內(nèi)容

　　在日常的周期檢定，一般需要檢定以下幾項(xiàng)內(nèi)容：天平各載荷點(diǎn)的zui大允許誤差的檢定;天平靈敏度、鑒別力的檢定;天平的偏載或四角誤差的檢定;天平重復(fù)性的檢定等內(nèi)容。

　　2.1 電子天平zui大允許誤差的檢定

　　檢定方法：從零載荷開始，逐漸單調(diào)往上加載，直至加到天平的zui大稱量值時(shí)，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(diǎn)，但通常以下幾個(gè)載荷點(diǎn)應(yīng)必須進(jìn)行檢定：空載、全載、zui小稱量Min以及影響天平誤差值的“拐點(diǎn)”所對(duì)應(yīng)的載荷。

　　在測(cè)得各荷載點(diǎn)的天平指示值后，就要進(jìn)行天平示值誤差計(jì)算。根據(jù)電子天平實(shí)際標(biāo)尺分度值d與其檢定分度值e之間的數(shù)量關(guān)系，將電子天平的視值誤差計(jì)算分為以下兩種情況：

　　*種情況：當(dāng)e=d時(shí)，示值誤差E=I-L+(1/ 2)d-△L，其中I為天平指示值，L為天平稱盤上所加載荷重量，d為電子天平實(shí)際標(biāo)尺分度值，△L為在天平稱盤上為示值湊整而添加的載荷;

　　第二種情況：當(dāng)e≠d時(shí)，示值誤差E=I-L，其中I為天平指示值，L為天平稱盤上所加載荷重量。

　　不論屬于以上哪種情況，要求所計(jì)算出的各載荷點(diǎn)的視值誤差均應(yīng)小于電子天平規(guī)程中所規(guī)定的允許誤差。

　　2.2 電子天平靈敏度及鑒別力的檢定

　　電子天平的靈敏度，就是天平能覺察出放在天平衡量盤上的物體質(zhì)量改變量的能力。電子天平的靈敏度，可以通過角靈敏度，或線靈敏度，或分度靈敏度，或數(shù)字(分度)靈敏度來表示。天平能覺察出來的質(zhì)量改變量越小，則說明天平越靈敏。電子天平的靈敏度一般指分度靈敏度，其在數(shù)值上應(yīng)正好等于該天平相應(yīng)載荷的檢定分度值。

　　電子天平鑒別力的檢定主要適用于電子天平檢定分度值e≥1mg的情況，對(duì)于d≤1mg的電子天平或e≠d的電子天平，可以免檢該天平的鑒別力。電子天平鑒別力的檢定方法如下：在電子天平處于空載或加載平衡狀態(tài)時(shí)，輕緩地在天平稱盤上加放一個(gè)相當(dāng)于數(shù)字標(biāo)尺分度值1.4倍的外加載荷，其天平示值必須發(fā)生變化。

　　2.3 電子天平四角誤差的檢定

　　(1)實(shí)驗(yàn)荷載選取。電子天平四角誤差檢定實(shí)驗(yàn)荷載選取分兩種情況，*種是標(biāo)準(zhǔn)天平，應(yīng)選取天平的zui大稱量作為試驗(yàn)載荷;第二種是工作用天平，應(yīng)選取天平zui大載荷的三分之一作為試驗(yàn)載荷。

　　(2)四角誤差計(jì)算。四角誤差計(jì)算也分兩種情況，*種是標(biāo)準(zhǔn)天平，其四角誤差為zui大示值與zui小示值的差值;第二種是工作用天平，其四角誤差為各點(diǎn)的示值與中心點(diǎn)的示值之差的zui大者。

　　2.4 電子天平重復(fù)性檢定

　　對(duì)電子天平進(jìn)行重復(fù)性檢定的目的是為了保證電子天平計(jì)量的穩(wěn)定性和可靠性。其重復(fù)性檢定應(yīng)在空載和加載狀態(tài)下分別進(jìn)行，其中加載的載荷有兩種：一種是全載，一種是半載。檢定人員在檢定中分別對(duì)加載和空載的平衡位置進(jìn)行讀數(shù)并記錄，同時(shí)每加一次載荷后天平均應(yīng)歸零一次。電子天平重復(fù)性檢定合格的標(biāo)準(zhǔn)為對(duì)同一載荷多次衡量結(jié)果之間的差值不超過天平在該載荷zui大允許誤差的值。

　　2.5 電子天平檢定結(jié)果表

　　檢定人員在完成上述檢定內(nèi)容后，應(yīng)及時(shí)按照電子天平規(guī)程相關(guān)要求及時(shí)填寫電子天平計(jì)量結(jié)果檢定表，并由檢定人員和被檢定電子天平使用單位人員共同簽字確認(rèn)后存檔備查。檢定人員在填寫電子天平檢定結(jié)果表時(shí)，其鑒定結(jié)果欄應(yīng)按照實(shí)際檢定數(shù)值如實(shí)填寫，并注意按照規(guī)范要求保留小數(shù)位數(shù)。電子天平結(jié)果表參考格式見表1。

　　3 電子天平在檢定中需要注意的問題

　　3.1 預(yù)熱

　　天平的預(yù)熱時(shí)間是保證電子天平示值穩(wěn)定的關(guān)鍵因素之一。預(yù)熱時(shí)間的長(zhǎng)短，不僅與天平的檢定分度值、檢定分度數(shù)有關(guān)，還與不同生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品性能相關(guān)。通常情況下，天平的精度越高，預(yù)熱時(shí)間也就相應(yīng)越長(zhǎng)。電子天平規(guī)程第18條規(guī)定天平檢定前應(yīng)預(yù)熱0.5h以上。檢定人員在檢定前應(yīng)先查閱被檢定天平的說明書，并在達(dá)到檢定規(guī)程要求的預(yù)熱時(shí)間或說明書要求的預(yù)熱時(shí)間(以二者時(shí)間后到者為準(zhǔn))后方能進(jìn)行檢定。

　　3.2 標(biāo)準(zhǔn)砝碼選取

　　在電子天平檢定過程中，檢定人員既可以選取級(jí)砝碼作為標(biāo)準(zhǔn)砝碼，也可以選取等砝碼作為標(biāo)準(zhǔn)砝碼。無(wú)論選取何種砝碼作為標(biāo)準(zhǔn)砝碼，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)砝碼的要求都有以下兩方面：一是所選取標(biāo)準(zhǔn)砝碼的誤差(對(duì)于級(jí)砝碼為質(zhì)量允差，對(duì)于等砝碼為檢定精度)不超過被檢定天平在該載荷下zui大允許誤差的1/3;二是標(biāo)準(zhǔn)砝碼的量程能夠覆蓋到被檢定天平的zui大稱量范圍。因此，檢定人員在選定標(biāo)準(zhǔn)砝碼后，務(wù)必要核實(shí)其是否滿足上述要求，否則就要重新選取標(biāo)準(zhǔn)砝碼。

　　3.3 預(yù)壓

　　電子天平較長(zhǎng)時(shí)間不用的話，可能就會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)，為了讓電子天平快速進(jìn)入工作狀態(tài)，檢定前，可用砝碼多次加載，加載時(shí)，稱量結(jié)果和回零情況不用管，否則的話，天平進(jìn)程示值與回程示值之差，會(huì)明顯增大。

　　3.4 校準(zhǔn)

　　電子天平一般都有內(nèi)部或外部校準(zhǔn)的功能，檢定時(shí)，檢定人員要嚴(yán)格按照檢定說明書的操作程序，對(duì)電子天平進(jìn)行校準(zhǔn)，而不能簡(jiǎn)單的覺得天平示值為零就可進(jìn)行稱量。實(shí)際上，電子天平開機(jī)示零，只表明天平零位的穩(wěn)定性合格，天平稱量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度，是否符合測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，并不能說明。 由于電子天平種類繁多，檢定時(shí)對(duì)于需要重視的問題，要注意按照規(guī)范操作，才能使電子天平的計(jì)量性能得到準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。

　　作者：李靜雯 來源：中國(guó)科技縱橫 2013年10期