淺談砝碼檢定時對電子天平的選擇

許霞

摘 要：砝碼是一種需要依靠衡量儀器來實現量值傳遞的固定實物量具，而電子天平是常用儀器。特別是在砝碼檢定時，對電子天平的量程、準確度等級、分辨力選擇尤其重要。從電子天平合成不確定度估算得到，砝碼的最大允許誤差與天平最直觀的參數檢定分度值e之間為正比關系，并結合實例分析檢定全量程砝碼時選擇的方案和需要考慮的問題。

關鍵詞：砝碼檢定；電子天平；合成不確定度；檢定分度值

中圖分類號：TH715.1+1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.01.083

JJG 99—2006《砝碼檢定規程》7.2.2.1規定，檢定砝碼所用的衡量儀器的計量特性在測量之前要已知。如果被檢砝碼進行空氣浮力修正，則其合成標準不確定度（即重復性、靈敏度、分辨力、偏載等的合成）應不得超過被檢砝碼質量最大允許誤差絕對值的1/6；反之，則不得超過1/9.而在實際工作中，如何在未測量前根據砝碼的準確度等級選擇合適的衡量儀器，從而確保滿足量值的傳遞需求。本文筆者將結合日常工作談談檢定砝碼時對電子天平的選擇所遵循的一些原則。

1 電子天平引入的合成標準不確定度估評

在未測量的前提下，估算一臺天平是否滿足砝碼檢定需求，只能根據銘牌上的最大稱量、最小稱量、實際分度值d和檢定分度值e這幾個參數，對電子天平引入的合成不確定度uba（重復性、靈敏度、分辨力、偏載的合成）進行評估。評估原則：忽略靈敏度引入的分量（檢定合格的天平其影響量很小），增大重復性和偏載引入的分量。估評后可得到合成不確定度與檢定分度值e成正比，具體如下。

1.1 電子天平的合成標準不確定度的估評

1.1.1 重復性測試uw

該分量確定根據天平重復性的最大允許誤差來確定：根據JJG 1036—2008《電子天平檢定規程》5.5.2要求，天平重復性誤差極限是檢定分度值的1.5倍，采用極差法按均勻分布處理

的方式，則 .

1.1.2 天平的偏載uE

同理，電子天平的偏載極限是檢定分度值的1.5倍，且砝

碼放置在秤中心距離四角1/3處，則 .

1.1.3 天平的分辨力ud

電子天平為數字式衡量儀器，且e=10d，則 .

那么，合成后的衡量儀器不確定度 .

1.2 │MPE│與天平檢定分度值e的關系

│MPE│為被檢砝碼最大允許誤差絕對值。

1.2.1 砝碼需要進行空氣浮力修正

當砝碼需要進行空氣浮力修正時，比如E2等級砝碼，則uba

不得超過│MPE│的1/6，即： ≥uba≈0.46e，e≤0.36│MPE│.

1.2.2 砝碼不需要進行空氣浮力修正

當砝碼不需要進行空氣浮力修正時，比如F1，F2，M1等級

砝碼，則uba不得超過│MPE│的1/9，即： ≥uba≈0.46e，

e≤0.24│MPE│.

2 舉例分析

有了這個正比關系，我們就可以只將砝碼的最大允許誤差值作為選擇電子天平的初步依據，如表1所示。

基于表1數據我們發現，在實際砝碼檢定過程中，常見量程覆蓋很廣，可達到1～20 kg，而不同量程點對電子天平的合成不確定度要求不一樣，例如一臺量程為5 kg的電子天平不能滿足全量程（1 mg～5 kg）21個檢定點的要求，一般需要幾臺天平組合配套才能實現，如表2所示。

從表2中可以看出，砝碼全量程的檢定工作一般都需要采用不同量程、不同檢定分度值天平的組合使用來完成。表2中所列的天平組合配套方案除了考慮最大稱量是否能覆蓋1 mg～5 kg外，還參照了表1中對檢定分度值e的極限值要求。

在檢定高等級砝碼時，對配套使用的衡量儀器和檢測環境要求都比較嚴格，一般的電子天平達不到精度要求，而需選用重復性更好、分辨力更高的質量比較儀來完成，通常也是按量程配套選用三四個質量比較儀。一般實驗室配置了最高等級的砝碼檢定裝置后，其他低等級的砝碼也可用該套裝置來建標，擴大檢測范圍，提升檢測能力。

3 結束語

本文電子天平引入的合成標準不確定度采用了估評的方式，可作為檢定砝碼時對電子天平選擇的參考。但在實際建標或者砝碼檢定時對不確定度的分析中，仍需嚴格按照JJG 1036—2008《砝碼檢定規程》的相關要求，并結合產品的技術參數來仔細評定衡量儀器引入的合成標準不確定度，提高檢測的合理性、準確性和安全性。

參考文獻

[1]中國計量科學研究院，云南省計量測試技術研究院.JJG 1036—2008 砝碼檢定規程[S].北京：中國計量出版社，2008.

[2]中國計量科學研究院，云南省計量測試技術研究院.JJG 1036—2008 電子天平檢定規程[S].北京：中國計量出版社，2008.

[3]江蘇省計量科學研究院，中國計量科學研究院，北京理工大學，等.JJF 1059.1—2012 測量不確定度評定與表示[S].北京：中國計量出版社，2012.

〔編輯：劉曉芳〕