简析电子天平的检定与校验

邵敏

(焦作市质量技术监督检验测试中心，河南 焦作 454002)

从古代开始，人们就对测量仪器有所研究，并在不断实践中对侧量仪器的精密度提出更高的要求。电子技术随着时代的发展日新月异，电子天平的不断发展和完善，逐步形成取代机械天平之势。电子天平采用了现代传感器技术、电子技术和微型计算机技术，具有操作简便、称量速度快、自动化程度高、智能化功能强度等机械天平无可比拟的优越性。目前电子天平按照其精度可分为超微量电子天平、微量天平、半微量天平、常量电子天平、分析天平、精密电子天平。电子天平普遍具有称量准确可靠、显示快速清晰、体积小、功能齐全、使用方便等优点。人们把用电磁力平衡被称物体重力的天平称之为电子天平。

由于电子天平内置了称重传感器等精密的电子部件，在使用一段时间后，可能会出现测量误差较大等问题，因此，要对其进行定期检定，以提高其精确度，延长其使用寿命。

1 电子天平的原理及性能要求

所谓电子天平，即是不需使用测量砝码、使用了现代电子控制技术的天平。所有的天平都是用来称量的，电子天平的出现主要是对称量准确性的追求结果，其特点是称量准确可靠、显示快速清晰，并且具有自动检测系统、简便的自动校准装置以及超载保护等装置。电子天平主要组成部分有:电源、电磁力平衡式传感器、光电传感器、键盘和显示器、控制电路。电子天平的基本工作原理是:天平空载时，电磁力平衡式传感器处于平衡状态;加载后，感应线圈的位置发生改变。光电传感器中的光敏三极管所接收的光线强度的改变，其输出电流也改变，该变化量经微处理后，控制电磁线圈的电流大小，使电磁力平衡式传感器重新处于平衡状态。同时，微处理器将电磁线圈的电流变化量转变为数字信号，迅速在显示屏上显示出来。

2 电子天平的主要检定和校验内容

国家颁布实施的《JJG98-90非自动天平计量检定规程》(试行)并没有详细描述电子天平计量检定，以致在实践中对电子天平计量检定规程呈现多样化，对电子天平的准确性、参数可靠性的概念模糊，如电子天平的合格标准不同。高精度的工具往往易受多重因素的影响，因此，电子天平日常周期的检定必不可少，其检定项目主要有9个。其中，量值传递的标准电子天平其误差标准应按“首次检定”的误差标准来判定。

电子天平的检定和校验分为外校与内校两种:

2.1 外校

电子天平是对物质的质量进行分析及精密测量的质量仪器。检定前首先对电子天平进行目测检查，其中包括:计量特征、标记、天平的使用条件的地点是否合适等。依据国家检定规程，电子天平没有标注检定分度值e，外观检定第一步就不合格。电子天平的工作台应当平稳和牢固，具有十分的刚度，同时具有一定的防震功效。电子天平存放的室内环境对于电子天平检定结果的准确度有着重大的影响。送检的电子天平，应当在指定的室内检定环境中平稳存放至24小时以上，使电子天平内的机械结构趋于平稳，同时使电子天平的整机与检定的室内环境的温度和湿度相平衡，再进行检定或校准工作。

2.2 内校

2.2.1 灵敏度与鉴别力

电子天平的灵敏度一般指分度灵敏度，其数值应等于该天平相应载荷的检定分度值。如果是数字指示和自动或半自动校准装置的电子天平，其灵敏度免检;当电子天平检定分度值e大于或等于1mg时，测定其鉴别力方法:在平衡状态的电子天平上轻缓的放在或取下相当于数字标尺分度值1.4倍的一个外加载荷，查看原来的天平示值是否有所变化。

2.2.2 最大允值误差

开机预热后，按照产品操作程序进行校准，使其归零。然后单调涡街流量值从零荷载——最大称量值——零荷载。在此过程中，操作人必须对、空载、全载、最小称量等进行检定，还有影响天平误差的“点”所对应的载荷。

2.2.3 重复不变性

此类检定一般在空载和加载两种状态下执行，其中加载分为全载和半载两种。对加载和空载的平衡位置进行记录，在此过程中，应注意加载一次后需返零。对同一载荷的多次测量数据之间的差值应不超过该天平在此载荷的最大允值。

2.2.4 偏载检验

又叫四角误差检验。进行此项检验，应注意根据使用要求来确定是用满载还是1/3FS作为检验载荷，因为不同的检验载荷最终检验结果是不同的。同时非自动天平检验规定要求:标准天平四角误差等于最大值与最小值之差:而非标准天平等于各点修正后的示值误差中的最大者，但规程允许用各点的示值与中心点的示值之差的最大者作为四角误差来简化检定程序。在实际检定工作中，根据实际情况灵活操作。

3 检定结果差异的归因

3.1 预热与预压

为保证电子天平示值的稳定性，在电子天平进行检定前都会对其进行预热。虽然预热只是使用过程中一道简单的程序，但这却是检定过程中的关键一步。预热时间要考虑不同电子天平的性能，一般在使用前至少预热半小时以上，但因厂家不同，预热时间也有所不同。

电子天平在出厂前虽然就其精密度可以给予保证，但仪器如同人的器官一样，长时间不使用后可能会进人休眠状态，如不对电子天平进行预压，势必会导致检定结果出现差异。针对电子天平因预压所产生的差异，建议在电子天平使用前用祛码多次进行加载，减小电子天平的进程示值与回程示值之间的差距，在进行加载时，不必过多考虑称量结果和回零情况。只有保证预压效果，才能使电子天平更快的进入工作状态，从而避免差异的出现。

3.2 读数时间选择

电子天平在检定时示值是否稳定，一般都会在显示屏上作出指示。所出现的反映即稳定指示灯亮起或不稳定灯消失。电子天平从加载到稳定的过程实际也是一个从振荡到平衡的过程，当振荡的幅度逐渐减小至消失时，便达到了预先设定的稳定范围，显示屏上也会提示稳定的信号。但实际中，真正的稳定还需要一段时间，这段时间的长短不仅与原先设计的稳定范围有关，还与天平的检定分度值有关。在实际操作中，当分度值大于或等于lmg时，读数时间顺延3秒较为合适;当分度值等于0.lmg时，读数时间顺延5秒较为合适;而对实际分度值小于或等于0.01mg的天平，读数时间顺延10-30秒较为合适。

3.3 检测人的主观因素

电子天平在进行检定时，检定人需要严格按照规程进行检定。电子仪器可以对生产生活带来极大帮助，但这种帮助是建立在检测人员检定流程的熟练掌握之上的，检测人员在检定流程中每一处细节的忽略都会导致检定结果出现差异。针对电子天平因检定人的鉴别力所产生的差异，建议检定人要全面掌握检定流程，在进行检定时，对任何细节都不容忽视。只有这样，才能避免检定结果出现差异。

4 结语

目前，电子天平的种类较多，在进行检定时，要充分考虑不同电子天平的特点。在实际操作中，要正确使用天平，保证良好的工作环境，避免阳光直晒，避免在空气直流通道上进行检定，熟悉天平的各种状态，掌握操作流程。同时，电子天平在安装时已经经过严格的校准，因此在检定中要避免天平的移动。除此之外，在称重时要使用称量纸，在电子天平使用后要及时进行清洁，避免对电子天平造成污染而影响称量精确度。

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