電子天平檢定的重要性步驟及其影響因素和注意事項

關鍵詞： 電子天平 檢定步驟 影響因素 注意事項

中圖分類號： TN915.08 文獻標識碼： A 文章編號： 1672-3791（2023）16-0233-04

電子天平是在電磁力平衡重力原理輔助下制成的一種量器，其體積較小且功能齊全，操作過程簡單，因而得到日漸廣泛的應用。在長期應用過程中，做好電子天平檢定工作不容忽視。為保障電子天平測量的精準度與可靠度，在檢定工作中需要使用標準砝碼，以正確的檢定流程提升其后續使用效果。

1 電子天平工作原理與檢定重要性

1.1 工作原理

電子天平的部件可細化為秤盤、傳感器、位置檢測器、功率放大器、PID 調節器、低通濾波器、顯示器等各項內容。其中秤盤與顯示器為外部硬件，當電子天平所受電磁力平衡傳感器出現變化時，秤盤位置也相對改變，感應光源的位置隨之變化，并相應轉化為電信號。在電信號被調節器與放大器轉換為電流后，相應的電流將體現于線圈中。在電磁力與物體質量達到平衡狀態時，秤盤也將相應恢復平衡。因此，電子天平反饋的電流量與其所稱量物體質量成正比，在測量反饋電流的情況下，將電流轉化為數字信號，再對數字信號進行微機控制，最終數據經處理后將在顯示器上以數字形式體現，電子天平結束工作流程。

1.2 檢定的重要性

計量檢定工作是量器在使用過程中的重要環節，此環節能保障電子天平計量性能，使其得到精密質量控制。尤其在各項實驗與醫學診斷工作中應用電子天平時，保障測量結果精準更為重要，因此，定期對電子天平進行檢定也是不可或缺的工作內容，在做好檢定的前提下，電子天平才能更準確地傳遞其質量量值。在具體操作過程中，計量檢定人員需要嚴格依照國家計量檢定流程與檢定方法，避免各類因素影響檢定工作，以更為精準的方式檢定電子天平綜合性能，為其提供更為可靠的結果。

2 檢定操作步驟

電子天平計量檢定流程包括外觀檢查、安置天平、接通電源、校準電子天平、關機、填寫檢定記錄與證書6 個步驟。

2.1 外觀檢查

進行外觀檢查時，首先需要確保電子天平外觀能看到清晰的制造廠名與商標，并同時標明產品名稱、型號規格、準確度級別與最大稱量等。其次，需要查看電子天平的檢定分度值與實際分度值，明確其出廠編號與出廠日期，再檢查其電源電壓與電源頻率。再次，確保電子天平顯示器亮度均勻，不存在影響讀數等問題。當檢定有水準器的天平時，需要確保其氣泡能調至居中位置。最后，再檢查天平外框，確保其外框嚴密，并做好相關檢定信息記錄工作。

2.2 安置天平

電子天平在工作過程中主要測試的是平衡力，因此安置天平時也需要先明確操作位置，在此位置將天平以水平方式安置，保證水準器氣泡居中，以此確定電子天平的平衡度。

2.3 接通電源

電子天平在使用過程中需要注意遠離熱源，在接通電源后需要先預熱，再依照天氣情況對預熱時間做出合理調節，使天平處于平衡穩定的狀態。

2.4 電子天平校準

2.4.1 保障天平平衡狀態

在電子天平空置的情況下對其進行校正，并對其實施預加載。在校正開始前需要先確保天平數據歸零，可按住CAL 鍵，發現顯示器中顯示出“CAL-”的字樣時即停止，當“CAL-”字樣后出現閃爍的數字時，則需要放置相同的校準砝碼，如閃爍碼顯示為“100”，則需要在秤盤上放入100 g 標準砝碼，確保顯示器上出現“100”的字樣。此后則需要關閉門窗，在長時間關閉門窗的前提下，如數字保持不變并在取下砝碼后歸零，則可判定為通過檢定。但當數字發生變化或無法歸零時，則需要再次進行試驗。

2.4.2 檢定電子天平偏載誤差

為確保電子天平的測量結果一致，可在秤盤各位置增加載荷，將試驗載荷量確定為1/3（最大稱量+最大加法除皮效果）砝碼，在秤盤中劃分出不同區域，在各個區域中選擇一個點確定測量位置，得出示值誤差，在示值誤差低于最大允許誤差數值的情況下，即可判定為符合檢定要求。

2.4.3 檢定電子天平重復性

在對電子天平進行檢定時，也需要重視其重復性，即在檢定條件相同的情況下，可使用相同的電子天平對相同載荷進行多次衡量，并比較多次衡量結果之間的差值。重復性檢定應當在電子天平空載與加載的情況完成，其中試驗載荷可取電子天平最大衡量的80％～100％單個砝碼，保證測量6 次以上，再記錄每次加載與空載平衡狀態下的讀數。在多次測量相同載荷的數值與標準值的差距在最大允許范圍內的情況下，即可判定檢定合格，同時每次增加載荷都需要歸零一次。

2.4.4 檢定電子天平示值誤差

示值誤差是校正零點修正后的誤差，在電子天平檢定試驗中，試驗載荷需要涵蓋空載、最小衡量、影響天平誤差值轉換點所對應的載荷與最大衡量。在首次使用電子天平時，需要保證點數大于10 點，后續使用則需要保證點數大于6 點。在測試過程中需要由零載荷入手，逐步提升載荷量，直至載荷量達到最大衡量值，再逐步減少載荷，直至零載荷為止。

2.5 關機

完成全部檢定工作后即可關機，需要先關閉電源，再將防塵罩蓋在電子天平上方，使電子天平隔離灰塵。

2.6 填寫檢定記錄與證書

在分析測量結果時，仍需填寫相關檢定記錄，并評估檢定結果的可靠性，依照實際結果出具相應檢定證書或檢定通知書[1]。

3 電子天平檢定的影響因素

3.1 人為因素

在電子天平檢定工作中，人為因素是影響檢定的重要因素之一，由于檢定人員職業素養相對缺失，操作過程易存在不合格情況，無形中使檢定結果也缺乏應有的精準度。如部分檢定人員在工作中過度追求使得，使用電子天平前缺乏應有的登記，使電子天平的載荷量無形中加大，長此以往則容易損壞電子天平內部元件，影響后續檢定的精準性。同時部分電子天平類型相對特殊，在使用與檢定時的方法也存在差異，但部分檢定人員并未注意此類電子天平的特性，仍采取常用的大眾型檢定方法，對電子天平造成了一定損壞。同時，在使用電子天平的過程中，也需要依照實際類型選擇檢定重力，一旦無法正確選擇，則容易由于人為失誤對電子天平造成損壞，使整體檢定結果缺乏精準度。

3.2 環境因素

當電子天平處于不同環境時，其檢定結果也容易相應受影響。如當電子天平在檢定過程中所處環境溫度過高或過低，都容易對其靈敏度造成不利影響，同時環境濕度與環境壓強等都可能影響檢定結果，且檢定過程中存在振動情況時，電子天平的準確度也難以得到保障。

3.3 裝置因素

電子天平屬于精密儀器，在使用與檢定過程中都需要固定裝置，尤其標準量值計量對電子天平的固定模式要求更高。且電子天平在使用過程中，位置、儀器、儀表等設備都可能存在誤差，即使檢定人員嚴格依照相關標準完成操作，也難以完全避免誤差，此類誤差無形中也影響電子天平計量精準度。由裝置因素引發的誤差對電子天平自身影響并不大，但對計量結果造成影響，進而為檢定人員后續工作造成影響[2]。

3.4 方法因素

為保障電子天平檢定工作的精準度，需要嚴格按照檢定方法與檢定流程完成相關工作。一旦操作未按照相應方法完成，則容易影響檢定結果精準度。如預熱時間不足時，電子天平內部零件可能存在難以高度匹配的問題，此問題容易影響電子天平內部構件與傳感器之間的熱平衡，導致檢定結果存在誤差。當預壓環節不到位時，電子天平則將長時間處于空載狀態，導致其內部構件休止，此時衡量則容易影響內部精密構件靈敏度，使示值存在不穩定性，甚至導致更為嚴重的誤差。大部分電子天平都存在自動校準功能，但檢定人員不能盲目信任此項功能，仍需進一步對其進行校準，當過于信任自動校準功能時，電子天平的檢定結果也難以保持精準度[3]。

4 電子天平檢定的注意事項

4.1 在檢定環節中的注意事項

4.1.1 水平調整環節的注意事項

對于檢定前尚未使用過的電子天平，需要檢定人員先進行水平調整，再保持靜置滿24 h。此操作旨在使電子天平內部零件保持機械平衡，并提升對周邊環境溫度的適應性。在電子天平處于溫度平衡狀態后，即可調整水準器，使其處于居中位置，再進行檢定。此項操作旨在使電子天平內部零件保持平衡狀態，在電子天平長時間不使用的情況下，內部零件平衡也容易丟失。應做好水平調整并靜置24 h 是應有平衡丟失的有效重力。檢定人員在開始檢定前需要依照具體情況判斷其水平調整情況，以此提升后續計量檢定操作的嚴謹度。此外，還需要對檢定結果做好對比，以此排除電子天平計量功能的偏差。

4.1.2 預熱與預壓環節的注意事項

電子天平檢定前的預熱與預壓環節不可或缺，檢定人員需要高度重視。現階段新型電子天平功能已不斷完善，預熱時也需要參照其具體功能，并對預熱時間做出有效調整，同時需要選擇正確的預熱方法，以此避免不合理預熱影響電子天平內部其他部件精準度。預熱時也需要注意電子天平所處環境中的電磁干擾與噪聲干擾，可使用外置變壓器控制此類干擾，以此保障電子天平檢定質量。

完成預熱后仍需要對電子天平進行預壓，檢定人員在此環節需要做好加壓與卸壓兩項工作。加壓旨在保障電子天平內部構件得到精準體現，消除其中存在的摩擦與遲鈍等問題。卸壓旨在觀察電子天平顯示值能否順利歸零，當未能歸零時則可判定電子天平內部構件存在失衡或計量功能錯誤，需要做好相應調整。

完成預壓后，檢定人員也需要確定電子天平的運行狀態，尤其需要明確其承壓部位能正常運轉，以此提升檢定工作水平[4]。

4.1.3 檢定環境控制環節的注意事項

作為一種精密儀器，電子天平的檢定環境要求相對較高。其所處環境中的溫度、濕度、壓力、穩定性都對檢定工作造成一定影響，因此控制檢定環境尤為重要。做好檢定環境控制工作，保障檢定環境與相關要求相契合，消除環境因素對檢定工作造成的不利影響，能提升檢定結果的精準度，使檢定工作更具效果。如控制檢定環境溫度時，需要遵循控制室溫度在-10～40 ℃的規定，同時將灰塵量控制在限定范圍內。此外也需要避免濕度過大與粉塵過多等問題，此類問題都對計量檢定結果的精準度造成不利影響。當存在超標的環境條件時，檢定人員需要積極干預后續工作，以此使各項指標都能符合標示，在此前提下進一步開展檢定工作，以提升檢定結果的準確性。在整體檢定過程中需要注意關閉空調與排風扇等設備，并保障室內不存在氣流，同時保障電子天平與電磁干擾等來源保持一定距離。

4.2 保障檢定準確性的具體措施

在電子天平檢定工作中，為提升結果的精準度，需要加大對整體操作環節的控制力度，具體可由三方面入手。

一是對電子天平靈敏度做出有效控制，靈敏度是電子天平在工作過程中的反應程度，也是其獲取數據精準程度的重要體現。在控制過程中，檢定人員需要嚴格依照相關標準完成檢測。

二是嚴格控制電子天平最大誤差，此環節也是檢定工作中的重要環節，對檢定結果造成嚴重影響。需要檢定人員對可能導致誤差的因素與加大誤差的因素都進行綜合考量，盡量全面顧及不同因素，為提升檢定結果精準度提供有力保障。

三是對電子天平重復性做好控制，此環節需要檢定人員具備一定耐心，對相同物品反復測量，并比較多次測量結果。在此過程中，也需要嚴格控制影響測量結果的各項因素，使整體結果更為精準與可靠[5]。

4.3 具體操作環節的注意事項

檢定工作是監管部門對精密儀器實施的一項有效監測工作，此項工作質量水平對各行各業后續生產造成一定影響。因此，檢定人員需要在電子天平檢定過程中注意各事項，以此硲檢定效果。

4.3.1 合理選擇標準砝碼

標準砝碼種類相對較多，在對電子天平進行檢定時需要檢定人員根據檢定對象做出合理選擇。在確定標準砝碼的過程中，需要注意所選砝碼不能超出電子天平勁旅的最大誤差值的1/3，同時也需要檢定人員嚴格依照標準砝碼做好相關衡量工作，以此保障電子天平性能，提升檢定結果精度[6]。

4.3.2 密切關注電子天平免檢問題

由市場中流通的電子天平整體情況來看，現階段已有越來越多的電子天平具備免檢能力，如最小制度未超過1 mg 的電子天平無需檢定其鑒別力、檢定標尺分度值不相等時無需檢定其鑒別力、具備標準功能的電子天平也符合免檢要求。在檢定工作中除符合免檢標準的電子天平外，其余電子天平都需要嚴格依照檢定標準做好檢定工作，保障其后續使用的準確性。

4.3.3 保障檢定證書的規范性與合理性

當檢定工作完成后，檢定人員也需要依照檢定結果出具規范合理的檢定證書，同時編制檢定證書時需要保障其具備法律效力，以保障電子天平市場環境的穩定性。

4.3.4 明確電子天平分級與允差

在電子天平未給出檢定分度值前，檢定人員往往傾向于將電子天平精準度當作其最小分度值。但檢定標尺分度僅為對電子天平精準度級別做出評定的數值，或可視作對天平允許最大誤差的判定依據。允許超過的最大誤差需要控制在1d 以內，即e=d 或e=2d。在此過程中需要先明確電子天平前期示值，排除可能存在的誤差，在具體判定過程中，檢定人員可利用公式P=I+1/2e-△L，其中P 為修約前期的電子天平示值，I 代表電子天平的示值，△L 代表附加砝碼值。計算檢定誤差時可利用E=P-L 的公式，其中E 代表化整前期的示值誤差，L 代表載荷值。此后，可進一步利用EC=EEO的公式，其中EC 代表化整前的修正誤差，EO 代表電子天平在零點附近的誤差或零點。在各種公式不斷得到應用的情況下，電子天平檢定工作的分級與誤差也能更為明確，后續檢定工作進展也能隨之更為精準[7]。

5 結語

綜上所述，電子天平在各行各業中的應用范圍日常拓寬，作為一種精密儀器，其長期使用過程中容易存在誤差不斷增大的趨勢。為避免誤差對衡量工作的不利影響，做好相應計量檢定工作尤為重要。相關從業人員需要明確檢定工作的重要性與檢定原理，對影響檢定的各項因素進行綜合考量，并在檢定工作中不斷完善各個環節，避免不良因素對檢定工作造成的影響。同時，需要合理選擇標準砝碼，關注免檢問題，完善檢定證書，使電子天平檢定工作日臻完善，為后續檢定工作順利進行提供有力保障。