電子天平計量檢定方法及其應用研究

高菊霞

（阿克塞縣市場監管檢驗檢測中心，甘肅 酒泉 736400）

當前電子天平被廣泛應用于醫療行業、工業生產等環節中，是必不可少的計量工具，可有效提升研究及生產數據的精準性。但是在長期的使用中，受到各種因素的影響將使得電子天平最終的設備檢定結果出現較大誤差，無法充分體現電子天平的應用價值，由此就需要相關人員時刻注意按照規范使用電子天平，并通過一系列的保護措施提升電子天平的檢定結果的精確性。

1 電子天平結構及使用要點

電子天平是現階段較為常見的計量儀器之一，主要由天平門、稱量臺、顯示屏、水平儀、水平調節螺絲等器件組成，通過電磁力對物體的重量進行精準測量。當待測物放置在稱量臺上時會發生電壓變化，進而通過顯示屏將待測物的具體重量顯示出來。

科技水平的提升，使得電子天平的應用范圍及性能得到了提升，在具體使用時應當注意以下幾點。一是電子天平具有自動調零功能，對比傳統的機械天平，省略了校準環節，簡化了使用流程。二是在使用時應注意輕拿輕放，避免用力過度破壞天平內部構造，導致檢定結果誤差偏大。三是被測物本身溫度不能過高或過低，應盡量保證與室溫一致。四是不能直接用手拿取被測物，避免人為因素對檢定結果造成影響。

2 電子天平計量檢定內容

2.1 誤差檢定

精準計量是電子天平最為突出的使用特點，由此在檢定電子天平期間，相關人員應當重點關注誤差檢定對電子天平計量數據的影響，提前確定設備允許的最大誤差值與荷載量，判斷其受力點的誤差范圍及重復誤差情況。

2.2 配衡檢定

配衡檢測的精確性與計量結果的可靠性息息相關，因此配衡檢定是電子天平檢定工作應當重點關注的環節。一般來說，配衡需要確定兩個載荷點，在荷載相同的情況下，兩個載荷點的誤差值應當始終處于標準誤差范圍內。在啟用全新的電子天平時，相關檢定人員應提前做好配衡檢定工作，避免對電子天平計量結果的精準性造成影響。

2.3 偏載檢定

不同使用狀態下，電子天平的荷載試驗存在不同的誤差。當電子天平處于標準條件下，其誤差值應為最大及最小示值差，試驗結果則應當顯示電子天平的最大承載能力。當電子天平處于正常使用條件下，其誤差值應為中心及各點示值差。由此，相關人員可利用偏載檢定的方式測定電子天平的狀態。

2.4 靈敏度及鑒別力檢定

靈敏度主要是指電子天平在計量重量變化的條件下對信號的反應能力，鑒別力則主要是指當受力較小時電子天平的反應能力。在電子天平正式使用前，需要首先進行靈敏度及鑒別力的檢定測試，判斷電子天平的精確性，使得天平的檢定值與實際值相同。

3 影響電子天平計量檢定的因素

3.1 環境因素

在利用電子天平處理數據時，相關人員需要充分考慮到環境因素對計量精準性的影響。從當前的使用標準來看，在進行計量作業時需要盡量保證電子天平處于溫度較為適宜、干燥、穩定的環境中，同時室內外空氣濕度較為穩定，可極大保證計量結果的精準性。若環境濕度變化較為明顯，數據超過80%RH，則此時再進行測量將導致計量誤差較大，不具備使用的價值。由此在進行電子天平的計量檢定時應當充分考慮到環境因素的影響。

3.2 操作因素

在實際的電子天平計量檢定過程中，相關人員需要注意以下幾點。一是注意做好保護措施，保證電子天平表面的清潔，避免污漬、灰塵等對計量結果造成影響。二是保證天平存儲空間的干燥性，避免設備長期處于潮濕的環境中腐蝕天平配件，導致計量結果失真。三是應嚴格依據操作規范進行作業，熟練掌握各類計量流程，了解不同天平的最大承載量，避免出現過載情況導致物品傾斜，對測量結果精確性造成影響，甚至直接毀壞電子天平。四是電子天平大多具有自動校準的功能，因此在開機時相關人員不能僅憑借數值判斷天平的校準情況，在檢定前需要依據相關的使用規范做好歸零操作。

3.3 人為因素

在利用電子天平測定物體質量時，相關人員應排除人為因素對計量結果精準性的影響，為盡量突出測定數據的客觀性及可靠性，相關人員在使用電子天平時，應保證電子天平自動歸零，同時為保證測量結果的精準性，需要利用好去皮功能，相關人員應當嚴格依據預定的操作規范進行作業。

3.4 預熱預壓

預熱工作主要是指在正式開始測量工作前，相關人員應當對電子天平通電預熱，以確保測量結果的精準性。當前常見的電子天平大多將發熱模塊安裝在外部殼體上，無法對天平內部的零部件進行預熱，因此就無法排除環境因素對電子天平計量精準性的干擾，極易導致測量數值出現誤差。

在預熱操作結束后，就需要馬上進行預壓工作，預熱結束后，不能直接使用電子天平進行測量，而是應當依據實際的條件進行預壓作業，保證完全依據規定的調零方式進行減測計量、預加載、程序調試等工作，待到天平誤差數值處于標準范圍內時，方可進行后續的計量檢定作業。

4 電子天平的正確使用方法

4.1 放置

應當將電子天平放置在較為平整的臺面上，并將其調節至水平平衡的狀態。若是設備本身自帶水平儀，則需要保證水平儀中的氣泡始終處于中間位置，若出現氣泡偏移的情況則需要依據氣泡的位置進行相應調整，保證電子天平始終滿足水平放置條件。

4.2 預熱

在正式進行計量操作時，應做好預熱工作。通常情況下，電子天平的預熱時間與其精確度呈現正相關的關系。如，分度值為0.001 mg的微量電子天平，其預熱時間應持續在一天以上，而分度值在0.01 mg的電子天平，其預熱時間約為6 h左右。電子天平僅有在通過預熱環節后，方可保證磁鋼及磁通量之間的相對平衡，保證電子天平的計量數據精確性。

4.3 校準

電子天平主要可分為外部及內部兩種校準方式。在設備開機后，顯示屏顯示的歸零僅能保證電子天平在零點狀態下的穩定性，并不能表明設備測量及稱量標準的合規性。由此在天平正式使用時，應當提前依據使用規范進行校準，嚴禁在顯示屏數值為零時就直接投入使用。

4.4 預壓

電子天平預熱后應進行短暫的加載及卸載工作。電子天平預熱期間，其內部的傳感器始終處于休眠狀態，恢復性較差，若是直接進行計量作業，將影響電子天平的后續歸零效果，出現數值重復、不穩定等情況。正確的方式應當是將重量最大的砝碼放置在稱量臺上，再進行卸載，重復以上動作，使得傳感器逐漸進入工作狀態，保證電子天平的穩定性。

5 提升電子天平檢定準確性的方式

5.1 環境管理

在利用電子天平進行測量時，為盡量減少環境因素對計量結果造成影響，計量人員可進行以下幾點操作。首先，在房間內加裝遮陽窗簾，防止長時間陽光直射對電子天平計量質量的影響。計量場所應盡量選擇遠離鐵路、公路等振動頻率較高的區域，若有必要則需要加裝相應的防震減災方式。同時也需要盡量保證計量場所遠離過熱、高溫、高磁、高輻射等區域，保證電子天平計量結果的精準性。其次，盡量保證測量場所具有穩定的工作溫度，使其維持在20 ℃左右，同時濕度應保證40%之間，計量人員可靈活增減室內的干燥劑放置量。最后，工作室內應盡量保證整潔無垢，若出現浮塵，則工作人員應及時利用刷子、濕布進行清理，保證計量結果的精準性。在實際工作中需保證工作室內不存在流動氣流或腐蝕氣流，同時操作臺應當保證水平且牢固，防止對計量結果造成干擾。

5.2 器具管理

計量人員應當定期對電子天平進行維修、養護，避免出現儀器損壞等問題。通過正確的保養方法，可有效延長設備本身的使用時限，保證電子天平計量結果的精準性。第一，應盡量避免出現設備振動的情況，在利用防爆電子天平進行計量時，應當嚴格依據防爆標準進行作業，時刻注意防爆風險。第二，在實際測量中，一般需要盡量保證測量環境的空氣干燥性，但是在使用防爆電子天平時，則應在炎熱、黑暗、潮濕的環境下使用，減少測量現場的人員數量。第三，電子天平的工作區域中不應出現腐蝕性或隨意穿透金屬的物質，避免出現化學腐蝕問題，對電子天平的外殼表面造成破壞并損毀設備內部器件。第四，盡量避免陽光直射對電子天平的影響，在實際操作時，計量人員應盡量保證電子天平不直接暴露在強光的條件下。電子天平對于外部環境較為敏感，若是受到陽光直射導致其溫敏性超過可承受范圍，將直接導致設備故障。同時在打雷的天氣下盡量不要使用電子天平，技術人員應當首先關閉開關再徹底切斷電源，避免出現雷擊情況。第五，需要注意靜電對電子天平的影響。在電子天平需要臨時檢修、排障時，技術人員需要使用注意靜電對電子天平的干擾。技術人員在拆卸PCB板時，需要抓牢頂角及底腳，嚴禁觸碰下方集成模塊的引腳部分。若電器中存在靜電，將直接擊穿印刷電路板的集成模塊，因此技術人員應將拆卸下來的PCB板放入專門的絕緣袋中，嚴禁將PCB板直接放置在桌面上，避免出現大規模的設備損壞問題，同時在重新安裝PCB板時，也應當注意避免出現靜電問題。

5.3 人員培訓

從實際的計量過程來看，工作人員自身的知識儲備、經驗積累、應用水平將直接對電子天平計量結果的精確性造成影響。在實際利用電子天平進行測量活動時，相關人員需要提前掌握好各類不同的電子天平設備的具體操作流程、計量方法及設備參數，明確不同電子天平計量結果的分析方法。另外，計量人員需要對電子天平的使用環境進行詳細了解，以保證計量結果的精準性。相關單位及部門需要定期對全體操作人員的專業能力及職業素養進行全面、系統的教育、培訓、管理，使其可以充分掌握各儀器的標準操作方式，認識到規范作業的重要性，及時端正自己的工作態度，創新工作方法，使得員工以積極、熱情的態度投入到計量工作中，并開展實測工作，提前預測可能出現的各類問題，并提出相應的解決方法，保證測量結果的可靠性。

5.4 準確使用

一是做好電子天平的預加載作業，加載砝碼重量應保證略小于電子天平可承受的最大負荷。如電子天平可稱得的最大質量為450 g，則應選擇重量在400 g的單個砝碼，做好檢定前的準備工作?？刂坪秒娮犹炱降牧泓c追蹤裝置，一般來說，零點追蹤裝置在出廠時均處于打開狀態，若是不關閉此功能，則天平將進入強制歸零狀態，則零點修正工作失去價值，由此就需要選擇零點附近的位置修正天平誤差。二是明確電子天平的最小稱量值及精確度，同時確定各負載點的標準誤差范圍，掌握正確選擇標準砝碼的能力。三是檢定電子天平的偏載誤差，保證同一物體在不同位置測量出的數值應始終處于該點的最大誤差范圍內，實驗載荷應選擇電子天平可承受最大重量砝碼的1/3左右，單個砝碼應放置在稱量臺的中心區域，若是需要同時使用多個砝碼，則需要將其平均分布在測量臺上。四是在進行重復負載實驗時，應選擇電子天平可承受最大重量砝碼的80%～100%范圍內，且保證其為單個砝碼，實驗次數應大于5次，且每次測量結束后需要及時完成歸零操作。五是在進行示值誤差測量時，應從零開始逐漸疊加砝碼，直至加載至電子天平的最大極限值，再依次逐漸卸載至零載荷。在正式檢定前，需要保證天平始終處于歸零狀態，在檢定過程中則保證稱量臺不能空置，示值結果不能顯示零位，避免出現強制歸零情況造成測量誤差。

6 結論

綜上，電子天平的計量檢定結果受到多方面原因的共同影響，由此相關檢定人員需要做好環境及器具的管理工作，提升自身的職業能力素養，嚴格依據規定標準進行操作，同時做好日常維護作業，通過多種方式盡量保證電子天平的高精確度，定期做好檢修工作，一方面保證電子天平始終處于正常運行的狀態，提升檢定結果的精確性，另一方面也有效延長了電子天平的使用壽命，使其充分發揮應有的使用優勢。