[02-19] 導致電子天平檢定結果差異原因分析

　 1．前言
　
　電子天平（以下簡稱天平）作為非常重要的測量儀器，如今己廣泛地應用于生產、科研、貿易等領域，及日常生活中。但作為計量器具，使用一段時間后其計量性能與原設計的指標或多或少都會產生偏離，為此非常有必要對其計量性能進行定期檢定。目前檢定的主要技術依據為JJG 98-90非自動天平試行檢定規程。但在規程規定的條件下，不同的檢定人員檢定結果仍然可能有所差異。本人結合自己多年的工作經驗，在此作些分析，謹供參考。
　
　
　 2．導致檢定結果差異的原因
　
　（1）存放時間:
　
　天平在檢定室的存放時間對天平的檢定結果的影響是不可忽視的問題。對送檢的天平，建議檢定前在檢定室開箱存放至少24h以上，使天平內部的機械機構達到一定的平衡，也使天平整機及稱室的溫度與環境溫度相平衡。
　
　（2）預熱時間:
　
　天平的預熱時間是保證天平示值穩定的關鍵。預熱時間的長短除與天平的檢定分度值和檢定分度數有關外，還與各廠家的天平性能有關。規程第18條規定天平檢定前應預熱0.5h以上，但0.5h以上多長的預熱時間比較合適？這時就要根據各天平使用說明書上的要求，同時天平的預熱時間和天平的精度有密切的關系，一般情況下，天平精度越高，預熱時間越長。在達到說明書規定的預熱時間后，才可開始檢定。
　
　（3）預壓:
　
　天平在停止工作一段時間后可能進入休眠狀態，為使天平盡快進入工作狀態，檢定前最好用砝碼多次加載，否則天平進程示值與回程示值之差將明顯增大。加載時不必在意稱量結果和回零情況。
　
　（4）讀數時間
　
　天平示值穩定與否一般都有規定的符號在顯示屏上指示。當示值穩定時，穩定指示燈（或符號）亮起，或不穩定燈（或符號）消失。穩定的范圍一般都是分檔可調，穩定范圍的設置與顯示屏上的出現的穩定示值時間成反比。天平從加載到穩定實際上是一個振蕩平衡的過程(如下圖所示)。
　
　
　
　某一載荷
　
　載荷g
　
　穩定范圍設定值（d）
　
　時間（s）
　
　 振蕩波形的振幅逐漸減小達到原先所設定的穩定范圍時，顯示屏上即顯示出穩定的符號（或不穩定符號消失）。但實 際上此時天平仍未完全穩定，還要再經過一段的時間才能逐漸趨于穩定。這段時間的長短與原來天平所設定的穩定范圍有關，也和天平的檢定分度值有關。為此，我們檢定天平時讀取示值的時間一般不在穩定符號出現（或不穩定符號消失）后即進行讀數，而是順延一定的時間后。每次讀數順延的時間應相對的一致，即在天平穩定符號出現（或不穩定符號消失）后延長一固定的時間讀數。這對分度值較小的微量天平、超微量天平的檢定更為重要。本人經過多年的比較認為，天平按出廠時設定的穩定范圍，當實際分度值大于或等于1mg時，在穩定符號出現或不穩定符號消失后延長3s讀數比較合適，對實際分度值等于0.1mg的天平，延長5s讀數比較合適，而對實際分度值小于或等于0.01mg的天平，則延長10s-30s讀數比較合適，讀數時注意每次間隔時間相同。
　
　（5）鑒別力的測試
　
　JJG-98-90 非自動天平檢定規程第6.3.2.2條規定，天平鑒別力測試“在空載或加載時處于平衡狀態的天平上，把相當于數字標尺分度值1.4d的一個外加載荷輕緩地放在天平上或從其上拿掉，此時,原來的示值必須有所變化”。此處規定不夠明確。試想在某一稱量點進行鑒別力測試，當該稱量點的示值誤差不同時，同樣改變1.4d的載荷，效果會一致嗎？下面通過一個例子來說明：
　
　某電子天平其檢定分度值e為0.1g，實際分度值d為0.1g(即e=d=0.1g)，天平在200秤量點的示值為200.0g，測200g秤量點的鑒別力。
　
　當天平內分辨率足夠高時，天平秤盤上的載荷為200g，示值為200.0g。這200.0g實際上是天平模擬量示值經數字化整后的結果顯示，此時其實際的模擬量示值可能是從199.96g到200.04g的任意值。設此時的天平示值誤差為-0.4d，若加放1.4d 砝碼，則實際上只相當于加放1.0d，其中0.4d用于抵扣-0.4d的誤差。而當天平的示值誤差為+0.4d時，則實際上等于加放了1.8d。顯然效果不同。也就是說，此時天平的示值誤差影響了鑒別力的測試結果。
　
　根據R76國際建議的精神，在鑒別力測試時，判定秤盤上的載荷改變1.4d后示值是否變化，首先應通過增減若干個0.1d的小砝碼來修正該稱量點的示值誤差，將示值誤差統一修正在-0.5d處，然后使載荷改變1.4d,進行觀察。操作方法如下：（以上述天平為例）
　
　先將10個質量相當于0.1d的小砝碼放在秤盤上，按去皮鍵使天平顯示0.0g。放上200g標準砝碼，當天平穩定顯示200.0g時，在秤盤上逐一取下若干個0.1d的小砝碼，使天平示值改變為199.9g，然后加放一個0.1d的小砝碼，再將1.4d的砝碼一次性輕緩地加放在秤盤上，此時天平的示值應改變為200.1g。
　
　
　3．結束語
　
　目前電子天平種類繁多,檢定時宜因天平而異，注意操作，才能正確評價天平的計量性能。