力學計量儀器檢定過程中需要注意的問題及改善措施分析

張曉東，徐俊豪

（張家港市檢驗檢測中心，江蘇 張家港 215600）

力學是計量技術發展最早的學科之一，其主要檢測內容是測量力值、質量、振動、壓力和流量，對國家的經濟發展起到了很大的促進作用。其原理是以牛頓力學為基礎的。在世界范圍內，質量是一個最基本的物理量，同時也是一個基本單位，其他力學單位為導出單位。在過去的數十年里，力學計量已逐步發展成為一種較為完整的計量系統。特別是近年來，由于科學技術的進步，力學計量發生了根本變化。在力學計量工作中應用現代技術，可以有效提高計量精度，減少人工操作，降低計量誤差。但應注意的是，力學計量儀器檢定時必須遵循一致性的原則。

1 力學計量

計量是一種單位的整合和量值準確可靠的工作。計量對產品質量起著關鍵作用，是對產品制造工藝參數進行嚴格的監控，以保證加工質量的有效措施；計量也是一種有效節約能源的方法；同時，計量也能防止雙方之間出現交易爭端。

2 力學計量儀器檢定應注意問題

2.1 檢驗儀器未規范化應用

力學計量儀器檢定工作必須保證力學計量儀器的結構與運行的標準化。力學計量儀器的檢定，應采用相應的檢定儀器，并針對計量單位進行相應的實物檢驗，并與有關的技術參數進行比較，直到檢驗的結論達到了規定的要求，力學計量儀器方可正式投入使用。在實際使用中，由于個體和設備的原因造成的偏差會對檢定的精度產生很大影響，因此要特別注意不同偏差引起的檢定精度問題。

2.2 力學計量儀器計量方法

缺少一致性在所有的運算過程中，為了保證精確地運算，對數據進行的統計，應重復、多次計算，求平均值。這一反復核算的方式，可以避免出現任意誤差的情況。力學計量儀器校準中的分項檢定是一種需要進行嚴密檢測的方法，不斷地進行檢定，以達到最終的結果。然而，在力學計量儀器的檢定實踐中，還沒有使用多次核算的方式，僅根據單一的檢定結果進行最后的判斷，因而不能保證其精確度和可靠性。

2.3 注意檢定工作的細節化處理

力學計量儀器檢定工作人員需要具有高度的責任心，其工作規范和工作要求十分嚴格。所以，在實施檢定時，要按照檢定程序，加強對檢定過程中的細節工作，保證校驗結果的準確性。對檢驗中發現的問題進行及時分析和解決，以保證檢定程序和檢定結果的正確性。例如，想要檢定天平計量的準確度，不僅要檢驗天平的計價信號、外觀，還要檢驗天平的預熱、校準、清零等各項操作，以免因操作不當或不恰當造成計量結果出現誤差，影響結果的準確性。如果在檢定過程中發現存在舞弊現象，應立即上報給上級管理人員，并對錯誤的操作進行修正，確保檢定結果的正確、有效。

3 解決力學計量儀器檢定問題的措施

3.1 保證檢定儀器的標準化應用

為了保證計量儀器檢定結果的準確性，必須加強對檢定設備的選擇，統一計量方法是非常關鍵的一種手段。到目前為止，現有的力學計量體系屬于中國獨有的計量體系，而物理與機械的計量則采用了世界范圍內的統一的計量體系。因此，要與世界標準相適應，應大力推進我國對于力學計量儀器的檢定標準改革，以達到與國際接軌的目的，為進一步完善我國力學計量儀器的檢定工作提供科學依據。檢驗人員在檢定工作中要加強各類儀器的運用能力，認真對檢定工作中使用的各種儀表進行仔細檢查及處理，以保證檢定結果的正確性。

3.2 實施統一的計量方法

力學計量儀器的檢定工作比較復雜，并且具有重要性，承擔計量儀器檢驗工作的主管單位應具備相應的國家認可資格。要確保檢定結果的準確性和規范性，對檢定的結果進行檢查，發現問題后應立即糾正，并及時進行處置，以保證校準的精度和校準工作的規范化。

綜合國內各類力學計量儀器的檢定方法和技術，建立統一的計量方法體系，減少人為誤差和方式誤差，從而實現力學計量儀檢定結果的標準化、統一化和整體化。在這種情況下，該方法在實踐中的應用效果和反復應用效果均有很大改善。

質量計量法：質量計量的目標是為計量材料的質量提供衡量的標準。質量計量法是從度量衡的“衡”發展而來，它所采用的計量儀器有：砝碼、天平、秤、各類衡器等。只有能夠測定計量目標的質量或者能夠對產品的制造過程進行監控的儀器，才會被稱為衡器。在質量計量方法中，通常將計量準確率大于1/10 000的標準的秤稱為“天平”。

密度計量法：在一個空間體系中，密度是物體質量與體積的比率，用P來表示。在明確密度計量方法之后，可用 kgL表示，即物質的質量或數量的濃度。而質量密度則用每立方摩爾來表示，也就是，物質和混合物的體積比率。

力值計量法：力是物體間交互作用的結果，力包括大小、方向和作用的位置三個基本要素。建立力值計量法可以保證砝碼等重力數值的可靠性和精確性。現行的工程單元法計算的內力值單位是 kg/N，1 kg/N=9.806 65。

容量計量法：本質上是測量不同的流體（液體或氣體）體積的一種測量方法。在國際上，容量的計量單位是m3，L等也是比較常見的。在確定了容積計量法之后，將容積計量儀劃分為一、二級不同的測量裝置和工作測量裝置，其中容量計量法的一個目標是增加量筒、量杯等測量裝置的容量的準確度。

流量計量法：根據流體范圍的大小，可將流量計量的范圍加以適當分類，一般可分成三大類型：氣體流量計量、油流量計量、水流量計量。在計量過程中，不能交換流動介質，但不同的流動介質的計量方法卻是一致的。目前流量計量技術的發展主要有兩種：動態流量計量與介質流量計量，極端流量值基準的開發。

振動計量法：包含速度、位移、頻率、加速度等方面的概述，計量結果的精度與振動試驗的好壞有很大的關系。在目前的階段中，由于研發和采用了先進的、高精度的校準技術，所以在實際工作中，標定精度越來越高。機械測量儀表的校準工作比較復雜，使得振動校驗的結果朝著精確化的方向發展。因為力學檢定儀器檢定工作的復雜性和重要性，相關主管單位必須具有相應的資質證書。在檢定過程中，必須對檢定過程進行嚴密檢驗，以確保檢定結果的正確性和規范性。一旦在檢定中查出問題，要求檢定單位立即進行糾正，同時，對出現的嚴重問題進行相應處置，確保檢定工作的規范化和檢定結果的正確性。

3.3 采用適當的檢定方法，注重對細節部分的檢驗

3.3.1 精細化檢定方法

為了使計量儀器的準確性得到切實提高，就需要根據實際的需要，采取恰當的檢測方法，并強化對計量儀器的細節檢測。相關檢定工作人員需要對檢定工作有一定的工作經歷，能夠根據具體檢定需要和需要檢定的儀器來制訂具體的檢定方案，并對實際操作進行相應的修改，使出現誤差的情況呈現最小化。因此，在進行檢定前，操作人員要對每一臺測試儀器進行檢驗，觀察是否有損壞，是否能夠正常工作，再選擇適當的檢定方式。

我國力學計量儀器檢定工作，一般采取兩種方法：整體檢定和單元檢定。

整體檢定是檢定中最基本的檢定方式，其內容主要有檢定基準計量、檢定器具計量等。檢定時應明確檢定數據與實際數據的偏差，并做好偏差值的紀錄。經過多次試驗后，計量儀表必須校正。該方法具有簡便、易于實現，通過反復測量，可以獲得較為準確的計量結果，這是目前我國確定計量精度的常用方法。然而，這種方式也有一些缺點，那就是當檢定儀器不符合標準時，其誤差值就會難以確定。例如，如果檢定的儀器沒有達到質量標準，檢定人員仍采用整體檢定方法進行檢定，將對檢定的結果產生直接影響。而且，這些誤差都不是因為操作問題造成的，所以很難發現問題的根本原因。在實際工作中，的確有個別檢定人員不懂得靈活使用檢定方法，從而造成最后的檢定結果誤差較大。

單元檢定，主要是將整體校定單位分成若干個小單元，接著對各個小單元進行校驗，對比和分析校驗的效果，發現影響校驗的主要原因，最后按照校驗小單元的誤差進行計算，確定儀器的質量是否符合相關標準。盡管該方法比較煩瑣，但其檢定的結果比整體檢定的結果更加規范。在實踐中，通過將兩種方法結合起來，可以有效提高計量儀器和測量結果的精確度，從而保證了力學計量儀器的提升，確保力學計量工作的有效性。比如，在對力學計量儀器進行校準時，采用靜、動兩種檢定方式。動態檢定就是通過對儀器自身各個部件的功能進行調試和復原，以實現校驗。靜態檢定是指將儀器作為一個完整的系統，對其工作性能進行比較和分析，以確保檢驗結果的精度。

3.3.2 加大細節檢定

必須重視對儀器中的零部件的檢定，在使用檢定儀器時，經常會遇到一些問題，使檢測的結果發生偏離，給檢測工作帶來負面影響。所以，在進行檢定工作時，相關工作人員必須定期對儀器進行檢查、更換。

比如，在檢定內燃機抽氣泵的密封性時，要將大量的水注入到標定裝置中，需要注意注入的水需要高于標定裝置的三分之二，并將抽氣橡膠管夾緊，保持封閉狀態，然后將橡膠管和醫療注射器連接到防水閥的入口，并且將蓄水器的進口進行封閉。將儀器顛倒，隨后使用注射器吸出空氣，如果氣體泄漏，標定裝置的上部（因為顛倒，上部有水分）會有氣泡進入。然后將裝置豎直放置，把水考克關緊，用注射器從抽氣孔吸出空氣。若有氣體泄露，則校準裝置下側及防水考克均會出現氣泡，若無氣體泄露，則表示設備密封性能優良。在檢測發動機的感測器時，采用2 856 K色溫燈泡的發光源與硒化或硅光電元件構成。另外，2 856 K色溫燈泡和光電器件的位置的相關性對其檢測精度有較大的影響，但是在檢定過程中經常被忽略。

例如，壓力表在工作一段時間以后，一旦更換新的工作環境，機芯就會變形磨損，從而導致壓力表的精度下降。所以，在這個時候，應該加強對壓力計進行綜合檢定，以保證儀表的準確性，防止測量結果出現失真的情況。第一，將壓力表的各個部件進行及時清洗，清理里面的雜質和污垢，并將壓力表中的各個磨損部件進行替換，保證壓力表的正常工作狀態；第二，按安裝位置的差異來決定壓力表的實際檢定期限，比如壓力表安裝在壓力檢測點處，壓力表的檢定期限應設定為六個月以內。若對監測儀器的需求較大，比如環境監測、安全生產等，那么，就必須減少對儀器的檢定周期；第三，當測量點的介質變化較大，儀器頻繁應用，需要改善有關精度的要求，并應視實際情況，減少檢定時間，并定期更換內部零件。

通過對螺釘進行控制的方式，可以使實際檢定工作減少出現偏差。力學計量儀器的壓力儀表，一般情況下都是表面上看起來處于正常狀態，但因為顯示數值的原因，往往會出現“超差”的情況。因此，在儀器檢定過程中，有關部門要加強對壓力表的檢定工作，一旦發現問題，就可以通過調整螺釘的方式進行解決。比如，在壓力表的指示針為0的情況下，要進行快速地處理。若壓力表的偏差超出標準值，則工作人員應采用反時針方式加大拉桿與齒輪之間的角度，使誤差可以進行調節。不過，若上述各項措施都已經使用，仍出現偏差超過標準值，則需重新安裝指針，避免出現誤差。

4 結語

力學計量儀器的精確度是力學計量領域的一個重要課題，其復雜多變的特點，使力學計量儀器的檢定工作更加復雜、嚴謹。在實際操作中，對操作人員的業務能力、操作水平、操作規范等提出了一些具體的標準，要能嚴格遵守國家規定的檢驗程序。力學計量儀器檢定的技術規程，必須由國家有關單位審批，對各種操作程序的規定也十分苛刻，所以在實踐中，要保證檢定結果的準確性，應依據有關的檢定儀器選用適當的檢定手段。