電子天平計量檢定問題及改進方案

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【摘要】電子天平是物品稱重過程中常用的設備，被應用于多個領域，如貿易結算、科研、生產等，因此其稱量結果的準確性尤為重要，需要定期對其計量檢定，以確保量值準確可靠。由于電子天平的特性，其計量檢定結果受環境、人為等因素的影響，容易在檢定過程中發生偏差。為提高電子天平最終計量檢定結果的精確性，本文分析了存在于電子天平檢定中的主要問題，針對這些檢定問題提出改進方案，為電子天平的檢定質量和檢定效率提供充分保障。

【關鍵詞】電子天平；檢定問題；改進方案

電子天平是利用電磁力原理進行有效計量的稱重工具，和傳統的稱重設備相比，電子天平的精準度更高、顯示速度更快、反饋更直接，因此得到廣泛應用，逐漸成為當前各項經營生產業務中的主要稱重設備。但同時，電子天平更易受外界因素影響，發生計算偏差問題的概率也比一般稱重設備大。為了避免這些偏差現象的發生，應當對電子天平的計量檢定工作給予充分的重視，最大限度減少電子天平在使用中的檢定問題發生概率，才能保證檢定工作的平穩推進。

1電子天平檢定的主要問題

1.1環境問題

環境是較常引發電子天平稱重偏差的因素之一，如環境溫度不穩定會導致電子天平在稱重期間發生數值偏差。溫度變化會帶來熱脹冷縮，這會使電子天平內部各精密部件之間間隙發生改變，這些改變會被靈敏的天平記錄下來，進而影響讀數的準確性。另外電子天平的構成部件中有一個關鍵部件叫做電磁力平衡式傳感器，它的主要作用是為電子天平定位平衡點，而這個平衡式傳感器受環境溫度的影響較大，這是因為它是依靠電磁力來實現自身的定位功能發揮，在電子天平內部，電磁力是由流經線圈中和物體質量為正比的電流在永久磁鋼中生成的，其大小和磁鋼磁通及流經線圈中電流呈正比，當電子天平使用時，內部溫度升高，磁通量降低，電流減少，最終電磁力的大小也會失衡，導致無法定位平衡點，結果就是讓電子天平發生數值偏差問題。除溫度因素外，另一個比較常見的影響因素是灰塵，灰塵會借助縫隙、進氣口等飄入到電子天平內部，如果不加清理，灰塵會在天平內部結團，影響電子天平的運作。積灰問題的影響表現在多個方面，如果天平內部的灰塵過多，會導致天平散熱性能變差，長期處于高溫狀態，影響到設備的使用壽命，并且，結團灰塵會附帶上大量的靜電，過多的灰塵會讓靜電無法泄流，讓天平出現各類故障，如顯示屏不顯示數據、按鈕按下后無反應等，如若是砝碼附著灰塵，那么還會增加電子天平的變動性，進一步放大誤差問題。另外環境中的氣流、振動、濕度等等也都會對電子天平的使用和檢定造成影響。

1.2人為問題

計量檢定人員個人的能力、操作方式、工作狀態也會對電子天平最終檢定結果準確性帶來影響。人為問題體現在兩方面，其一是操作方法的不當。在檢定過程中，由于計量檢定人員對電子天平檢定方法理解不夠，未做好檢定前的準備，檢定中操作方法不當以及取值的不同，都會造成誤差的出現，從而影響電子天平計量檢定的結果，出現檢定結果失準等現象。其二是計量檢定人員的個人狀態。在長期的工作過程中，計量檢定人員容易發生視覺疲勞，進而影響到讀數問題，造成數值誤差，且重復性的工作還會影響到計量檢定人員的工作情緒，讓計量檢定人員出現厭倦、反感的心理狀態，導致在電子計量檢定時出現專注度下降、注意力不集中一類的問題，最終產生誤差，因此在計量檢定時，計量檢定人員需要調整自己的情緒狀態，學會集中個人精力，防止誤差的發生。

2電子天平計量檢定改進方案分析

2.1營造良好的運行環境

電子天平是精密電子測量儀器，其構造復雜、靈敏、技術密度高，對環境條件比較敏感，有一定的環境要求，因此必須保證電子天平的運行環境符合其正常運行，否則就非常容易因為工作運行環境不良，而發生設備故障，為此要為電子天平營造良好的運行環境，就要排除環境因素可能對設備運行造成的影響。一般來說，應當對電子天平運行環境中的溫度、濕度進行控制，檢定電子天平應在穩定的環境溫度下進行，電子天平所在場地的室溫最好維持在18℃~26℃間，溫度波動控制在0.5℃/h內，相對濕度控制在55%-75%之間，電子天平擺放的臺面應無明顯振動，無明顯氣流經過，不要擺放在空調出風口這樣位置，再者是控制好環境中的灰塵、微粒等，電子天平運行活動的周圍，不能存在其他的雜物。

2.2做好檢定前的準備工作

（1）檢定電子天平最主要的標準器具是砝碼，因此為了不影響檢定結果的準確性，要注意砝碼的選擇標準。配備的一組標準砝碼，其擴展不確定度（k=2）不得大于被檢電子天平在該載荷下最大允許誤差絕對值的1/3，標準砝碼的磁性不得超過相應要求，并且這組標準砝碼的量程能夠覆蓋到被檢電子天平的最大稱量范圍。（2）控制好檢定環境條件，并將選擇的標準砝碼與被檢電子天平放一起進行等溫，電子天平應放置在平整穩固的臺面上，調整好電子天平的水平。（3）對天平預熱、校準和預加載，這三個很容易被檢定員忽略，但這三個步驟不做，有很大可能會使檢定結果不準確。預熱是指在開展檢定工作前對電子天平做通電預熱處理，前面也提到了溫度對電子天平的影響，電子天平的關鍵部件平衡式傳感器，其溫度來源除了環境溫度外，還有元件發熱產生的溫度，這也會使電子天平內部溫度升高，失去平衡，只有通過充分的預熱，使磁鋼達到熱平衡，內部線路電磁變化趨于穩定后，電子天平才能重新達到平衡。在利用電子天平置零功能，使電子天平顯示回零，此時電子天平才處于可使用狀態，因此檢定前要對電子天平充分的預熱。完成預熱后對電子天平進行一次校準，電子天平的型號不同，其校準方式也會不同，檢定員依照電子天平型號選擇對應的校準方式才能取得最理想的校準結果，為后續的檢定工作做好準備。預加載是對電子天平進行短暫加壓和卸壓操作，這是因為電子天平在長時間不使用后，其內部傳感器是處于休眠狀態，金屬簧片也停止了工作，此時的電子天平性能處于不穩定狀態，示值穩定性不好，回零不好，這樣就容易導致稱重結果的失準，所以需要通過預加載，讓電子天平內部傳感器脫離休眠狀態，簧片重新恢復工作狀態，最終實現測量值的穩定，確保測量結果的準確與合理。

2.3規范檢定方法

電子天平會因為砝碼放置的位置不同，而產生偏載誤差，所以需要進行偏載誤差檢定。偏載誤差檢定的試驗載荷選擇1/3最大稱量的砝碼，優選個數少的砝碼（如果是多個砝碼，放置時應均勻分布在測量區域內），按照前、后、左、右的順序依次將砝碼放到對應的測量區域內檢測，記錄每個位置的示值，計算示值誤差，載荷在不同位置的示值誤差須滿足相應載荷最大允許誤差的要求。重復性檢定是為了保證測量結果的一致性，試驗載荷選取80%-100%最大稱量的單個砝碼，將試驗載荷在同一位置多次測量（測量次數不少6次），根據測量結果來計算差值（示值誤差的最大值減最小值），差值不得大于該載荷下最大允許誤差的絕對值，才能證明電子天平具有足夠的穩定性，可以投入使用。示值誤差檢定以空載為起始點，逐漸加載至最大的稱量，達到最大量程后逐漸卸載，直到秤盤歸零，試驗載荷必須包含空載、最小稱量、最大允許誤差轉換點所對應的載荷、最大稱量這幾個載荷點，對于首次檢定的天平，測量點數不得少于10點，對于后續檢定或使用中檢驗的天平，測量點數可適當減少，但不少于6點。在加載和卸載中，檢定人員要將所有載荷點的示值記錄，然后進行計算示值誤差，各載荷點的示值誤差不得超過相應載荷的最大允許誤差。按上述方法檢定，還要注意：（1）在電子天平計量檢定中，檢定分度值e非常關鍵，因為電子天平的最大允許誤差和準確度級別都是根據檢定分度值e來確定的，因此，檢定開始就要確定檢定分度值e，一般在電子天平銘牌上會標出e，檢定員在外觀檢查時可記錄。（2）偏載誤差和示值誤差檢定中計算的示值誤差是對零點修正后的修正誤差（零點誤差為零點或零點附近的誤差）。（3）檢定員在對電子天平示值讀數時都要等天平穩定后讀取，以免因讀數問題而引入誤差。

3結束語

綜上所述，要減少電子天平在檢定過程中的誤差發生幾率，就要結合檢定問題的發生原因制定科學合理的方案，為電子天平的使用創造滿足要求的環境條件，降低環境因素對測量過程和結果的影響，加強對檢定人員的培訓，促進檢定人員個人能力和心理素質的提高，減少人為因素引發的檢定問題，提升檢定結果的精確性。

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作者：黃桂華 單位：三明市計量所