砝碼計量檢定誤差原因及控制措施框架

李豐 宮兆隆 宋浩

青島市計量技術(shù)研究院 山東青島 266101

在砝碼計量檢定過程中，受到多類因素影響，會面臨著檢測結(jié)果產(chǎn)生誤差的情況，通過分析此類問題出現(xiàn)的主要原因，擬定相應(yīng)的處理措施，對于提升檢定結(jié)果準確性有著積極地意義。

1 砝碼計量檢定誤差分類

1.1 可預(yù)見性誤差

可預(yù)見性誤差最大的特點就是可以根據(jù)線索來確定可能存在的問題，檢定人員應(yīng)認真學習掌握砝碼檢定規(guī)程，了解檢定過程中可能會出現(xiàn)的誤差環(huán)節(jié)，以避免出現(xiàn)誤差，從而更好地進行砝碼檢定工作。除此之外，可預(yù)見性的誤差是具有一定的穩(wěn)定性的，在檢定過程中始終會存在一個由于檢定人員以及檢測儀器本身影響所造成的不變的誤差值。這就要求檢定人員在檢定過程中要嚴格按照砝碼的檢定規(guī)程規(guī)范進行操作，盡量避免因為檢定人員的操作或者設(shè)備問題而引起的誤差。

1.2 不可預(yù)見性誤差

和預(yù)見性誤差相對應(yīng)的內(nèi)容便是不可預(yù)見性誤差，此類誤差屬于實驗過程中，無法借助其他手段來直接預(yù)判影響因素所導致的誤差，也是誤差控制活動中的難點。對于檢定砝碼所使用的天平或比較儀而言，因為其測量精度較高，很容易受到外部環(huán)境帶來的干擾性。例如，在檢定過程中，環(huán)境濕度或溫度導致砝碼標準質(zhì)量出現(xiàn)波動，從而影響到檢定結(jié)果的精準度。同時在測量過程中，不可預(yù)見性誤差的形成原因多樣，而且無法采取可靠措施對其進行控制，這也為檢定工作的順利開展帶來了較大的干擾性。

2 砝碼計量檢定誤差原因分析

2.1 人為操作失誤

基于以往的應(yīng)用經(jīng)驗，人為操作失誤屬于常見的誤差產(chǎn)生原因，因而在檢定過程中對檢定人員基礎(chǔ)能力提出了相關(guān)要求，如果檢定人員自身能力水平較低，那么在檢定過程中，也容易出現(xiàn)不合規(guī)操作，如砝碼不合規(guī)取放、保存，忽視砝碼的清潔問題等，這樣也會導致測量結(jié)果誤差問題，影響到后續(xù)作業(yè)活動的有序開展。除此之外，在砝碼計量檢定過程中，如果操作人員讀數(shù)誤差也會導致砝碼計量結(jié)果不準確。在應(yīng)用砝碼時，操作人員必須嚴格按照相應(yīng)的規(guī)定利用鑷子增減砝碼數(shù)量，防止直接拿取砝碼，手上的汗液、與溫度對砝碼精準性產(chǎn)生不利影響。

2.2 裝置自身誤差

進行砝碼計量檢定工作時，也會存在標準器和標準裝置自身的誤差問題。在具體的檢定過程中，標準砝碼會因為使用頻繁和隨著使用時間的延長而產(chǎn)生誤差，從而導致其精準度下降。同時，砝碼檢定裝置在使用前未進行預(yù)熱和校準也會帶入不穩(wěn)定性因素，影響到檢定結(jié)果的準確性。

2.3 外部環(huán)境干擾

2.3.1 環(huán)境溫濕度

溫濕度對計量檢定中天平砝碼的影響是多方面的，要保證砝碼檢定的準確性，必須嚴格控制溫濕度變化。其中溫度對砝碼計量檢定結(jié)果的產(chǎn)生的影響是多方面的，除了砝碼檢定環(huán)境的溫度外，空氣密度受溫度影響發(fā)生變化也會對砝碼計量檢定結(jié)果產(chǎn)生不利影響，導致檢定結(jié)果誤差。除此之外，需要重視濕度對砝碼計量檢定結(jié)果產(chǎn)生的影響。一般在評價空氣潮濕程度時，多采用濕度這一指標進行表示。其表示了目前空氣中水蒸氣的具體含量。為了能夠準確掌握空氣濕度，需要利用相對濕度對實驗室內(nèi)空氣濕度進行評價。通常相對濕度越大，空氣越潮濕；而相對濕度越小，空氣越干燥。在砝碼保存過程中，長時間放置在較大空氣濕度的環(huán)境中，其表面也會吸咐上一層水分子，會在砝碼表面形成水膜，水膜的厚度與砝碼的表面特征以及所處環(huán)境的濕度存在密切聯(lián)系。并且砝碼表面的水膜會直接影響到最終稱量結(jié)果的準確性。

2.3.2 砝碼清潔度

在外部影響因素的分析過程中，砝碼清潔度情況也是非常重要的影響因素。砝碼自身清潔度較差的情況下，表面附著物會直接影響到砝碼的實際質(zhì)量，此時稱量結(jié)果的準確性也將直接受到干擾。而且不正確的清洗方法也會影響到砝碼表面的潔凈度。例如，常規(guī)狀態(tài)下，需要利用無水乙醇或蒸餾水來清洗砝碼，清洗后按要求擦干，擺放在盒中進行存儲。尤其是帶有調(diào)整腔的砝碼不得浸入溶液中，否則會干擾到稱量結(jié)果的準確性[1]。

2.3.3 磁力影響

在外部影響因素的分析過程中，磁力情況也是非常重要的影響因素。雖然砝碼具備較強的穩(wěn)定性，但是從使用情況來看，依舊會受到磁力干擾，而稱量結(jié)果的準確性也將直接受到干擾。在砝碼日常放置狀態(tài)下，磁力的出現(xiàn)會對兩組質(zhì)量標準間帶來影響，使其出現(xiàn)相互作用，同時在磁力作用下，也會對檢定裝置的穩(wěn)定性帶來影響，使其產(chǎn)生相互作用的情況。通常情況下，應(yīng)先對砝碼的磁化率進行檢測，確定其滿足要求后再進行后續(xù)的檢定工作。而部分人員在操作中容易忽視這一問題，影響到最終測量結(jié)果的精準度。

3 砝碼計量檢定誤差控制措施

3.1 加強檢定人員培訓

通過加強檢定人員培訓，可以提升檢定人員的操作能力，確保檢定工作的順利進行。從實際應(yīng)用情況來看，第一，檢定部門需要做好初期人員篩選工作，適當提高檢定人員的篩選門檻，優(yōu)選綜合實力強、學習能力強、年齡比較年輕的人員，這樣也可以有效提升初期狀態(tài)下檢定團隊的綜合實力，為后續(xù)工作開展奠定基礎(chǔ)。第二，檢定部門在工作期間也需要加強檢定人員的培訓工作，培訓內(nèi)容也可以細分理論知識（儀器操作常識、實驗室管理制度等）和實踐知識（如設(shè)備養(yǎng)護、設(shè)備操作要點等），同時也需要做好培訓后的測試工作，基于測試結(jié)果來調(diào)整下階段培訓任務(wù)，從而提高培訓結(jié)果的實用性，有序提升檢定人員綜合實力。第三，在開展砝碼計量檢定工作時，還需要對檢定工作人員的操作行為進行嚴格管理，確保工作人員能夠按照相關(guān)要求進行操作。

3.2 做好設(shè)備管理工作

通過做好設(shè)備管理工作，能夠確保檢定儀器工作狀態(tài)的合理性，減少設(shè)備因素帶來的誤差影響。基于砝碼檢定裝置的應(yīng)用特點，需要進行日常維護，使用之后要即時進行清潔。砝碼應(yīng)用鑷子拿取，輕拿輕放避免互相碰撞，使用后放入干燥皿中存放；標準砝碼和砝碼檢定裝置應(yīng)及時進行周期檢定和期間核查，滿足后續(xù)檢定的要求。

3.3 優(yōu)化試驗檢定環(huán)境

為了提高檢定結(jié)果的準確性，應(yīng)營造良好的實驗環(huán)境，砝碼實驗室除檢定人員外，不得允許其他成員進入，而且整個檢定過程應(yīng)在穩(wěn)定的環(huán)境狀況下進行，例如，進行E2等級砝碼檢定工作時，需要將檢定室溫控制在合理范圍內(nèi)，并且對于溫度波動范圍進行控制，從而避免溫度變化過大帶來的負面影響。通過優(yōu)化試驗檢定環(huán)境,可以在很大程度上降低外界環(huán)境因素帶來的干擾性，提升檢定結(jié)果的準確性[2]。

3.4 做好準確計算工作

通過做好準確計算工作，能夠進一步消除誤差累積問題，提高計算結(jié)果的準確性。目前在計算工作開展過程中，會利用到相應(yīng)的計量軟件來完成，而且軟件在應(yīng)用過程中，還兼顧了參數(shù)修正的功能，對于可能影響到實驗結(jié)果準確性的相對濕度參數(shù)、空氣浮力、外界溫度等內(nèi)容進行整理，搭配著合理的定量分析公式，借此來得到可靠的實驗分析結(jié)果，也為后續(xù)工作的順利進行奠定良好的應(yīng)用基礎(chǔ)[3]。

3.5 加強砝碼計量檢定的準備工作

如果砝碼出現(xiàn)質(zhì)量問題會對天平測量的準確性產(chǎn)生影響。為了強化砝碼計量檢定工作，需要做好充足的準備工作。工作人員需要根據(jù)砝碼計量檢定作業(yè)的具體要求做好準備工作，確保計量工作順利進行。在砝碼計量檢定工作之前，需要重視天平清潔作業(yè)，并且要嚴格按照相關(guān)規(guī)定擺放天平。在天平使用之前要擦拭天平，避免天平上積累灰塵而影響測量結(jié)果的精準性。與此同時，需要科學確定天平的高度，將天平擺放在平坦的實驗桌面上，保證天平處于水平位置。在測量過程中，需要對實驗操作行為進行嚴格約束。有效評定各項因素對砝碼計量檢定結(jié)果產(chǎn)生的影響，才能采取有針對性的措施合理控制[4]。

4 結(jié)語

綜上所述，加強檢定人員培訓，可以提升檢定人員的操作能力，做好設(shè)備管理工作，能夠確保檢定儀器工作狀態(tài)的合理性，優(yōu)化試驗檢定環(huán)境，可以在很大程度上降低外界環(huán)境因素帶來的干擾性，做好準確計算工作，能夠進一步消除誤差累積問題。針對砝碼計量檢定誤差原因，擬定相應(yīng)的應(yīng)對措施，對于提升計量檢定結(jié)果準確性有著積極地意義。