醫(yī)用電子天平的檢定方法

崔 驪 黃 韜 杜 超

電子天平因其體積小、靈敏度高、操作簡單及使用方便而被廣泛地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)科研和臨床實驗等活動中。由于電子天平容易受到溫度、濕度及振動等環(huán)境因素的影響，可能會使天平的設(shè)計參數(shù)產(chǎn)生誤差，因此必須定期檢測其計量性能以確保數(shù)據(jù)的準確性、可靠性[1]。目前，檢定的主要技術(shù)依據(jù)為國家計量檢定規(guī)程JJG1036—2008電子天平檢定規(guī)程，但在實際工作中不同的檢定人員對規(guī)程的理解和操作均有差異，導(dǎo)致出現(xiàn)不同的檢測結(jié)果，因此探討電子天平的檢定、保證量值傳遞的準確和可靠性是需要長期探討的課題[2]。

1 檢定前應(yīng)注意的問題

1.1 確定電子天平的級別及允許誤差

目前，我院使用的電子天平種類、品牌較多，有些廠家在說明書中沒有詳細地標注其性能指標，或標注的不規(guī)范。如有的電子天平注明了實際分度值d，而未標明它的檢定分度值e，對于檢測人員來說，確定電子天平的檢定標尺分度值e的值非常關(guān)鍵，因為e是用來評定其準確度級別以及最大允許誤差的主要依據(jù)[3]。在計量檢定中，若每項參數(shù)指標的最大示值誤差≤1 d，則確定e＝d；如果各項參數(shù)指標最大示值誤差均＜10 d，則確定e＝10 d。有時還需根據(jù)具體情況而定，比如當d∶0.2 mg時，e＝5 d；當d∶0.5 mg時，e＝2 d。將除了e＝d以外的情況都歸為e≠d，其中以e＝10 d 最為常見[4]。

1.2 電子天平的預(yù)熱

在檢測電子天平前，必須通電預(yù)熱，使磁通量與磁鋼達到熱平衡，再利用回0和(或)去皮功能使其顯示回0，此時的天平處于真正的可使用狀態(tài)[5]。對于高準確度天平在條件允許的情況下，長期不斷電可保持天平始終處于預(yù)熱狀態(tài)。對于實際分度值達到0.01 mg的電子天平，預(yù)熱時間應(yīng)在5 h以上；對于實際分度值達到0.001 mg的微量和超微量電子天平，需要預(yù)熱24 h以上[6]。預(yù)熱后當顯示值不再呈單方向漂移時對天平回0和(或)去皮方可開展檢測工作。

1.3 電子天平的水平調(diào)節(jié)

檢測人員在檢定電子天平前應(yīng)先確定其是否處在水平狀態(tài)[7]。通常電子天平都安裝有水平儀，調(diào)節(jié)前先看水平儀的水泡偏向哪一方，應(yīng)調(diào)整天平底部的螺母使水泡停在水平儀的中央，確保天平的平衡。

1.4 電子天平的預(yù)壓

當電子天平預(yù)熱、水平調(diào)節(jié)后仍不能立即進行檢測，而是要進行短暫的加載、卸載給天平預(yù)壓。由于天平在處于通電預(yù)熱狀態(tài)或較長時間停止稱量時其傳感器同樣處于休眠狀態(tài)，傳感器中的簧片處于休止狀態(tài)，其恢復(fù)性能不佳，如果在此時用標準砝碼稱量則會造成天平加載后回0不佳，示值穩(wěn)定性、重復(fù)性差。預(yù)壓的方法是用相當于天平最大秤量的砝碼加載到秤盤上，然后再卸載，如此反復(fù)l0次左右，使傳感器的簧片從休眠狀態(tài)逐漸進入工作狀態(tài)，方可恢復(fù)天平的穩(wěn)定性[8]。

1.5 電子天平的自校

電子天平開機時顯示為0，說明天平0位穩(wěn)定性合格，但不能說明天平稱量的數(shù)據(jù)準確度符合測試標準，因此檢定時應(yīng)按照說明書的操作程序?qū)﹄娮犹炱竭M行自校準[9]。電子天平均有內(nèi)部或外部校準功能，如果有內(nèi)部校準功能，開機后按“Cal”鍵，稍等數(shù)分鐘，當顯示值恢復(fù)0位時表明自校完成；如果有外校功能，需要把相當于最大稱量的砝碼放入天平秤盤中央再按“Cal”鍵進行自校，恢復(fù)0位值后自校完成，再取下砝碼。

2 檢定中應(yīng)注意的問題

2.1 選擇測試點

根據(jù)《電子天平》檢定規(guī)程7.3.4.3的要求，首次檢定的天平，測量點數(shù)不得少于10點；后續(xù)檢定或使用中檢驗的天平測量點不少于6個[10]。檢測時應(yīng)從0載荷點開始，逐漸單調(diào)往上加載標準砝碼，直至加到天平的最大稱量值，然后再逐漸單調(diào)卸載標準砝碼，直至0載荷為止[11]。在檢定過程中，測量的載荷點應(yīng)由檢測人員根據(jù)天平具體情況而選取(檢定規(guī)程中未明確給出)，但在實際工作中根據(jù)經(jīng)驗，以下載荷點應(yīng)必須檢定：①空載;②全載;③最小稱量Min(特種準確度級天平Min＝100 e；高準確度級天平：當檢定分度值e在1 mg≤e≤50 mg范圍時Min＝20 e；當檢定分度值e在0.1 g≤e范圍時Min＝50 e；中準確度級天平Min＝20 e；普通準確度級天平：Min＝10 e;④影響天平誤差值的“拐點”所對應(yīng)的那些載荷，比如特種準確度天平：5000 e、200000 e；高準確度級天平：5000 e、20000 e；中準確度級天平：500 e、2000 e等[12]。

2.2 選擇正確等級的砝碼

根據(jù)砝碼檢定規(guī)程JJG99-2006中1.4條的規(guī)定：如果檢定過程中使用該砝碼的實際質(zhì)量值，則其擴展不確定度不得超過儀器在該載荷下最大允許誤差的1/3。如果檢定過程中只使用該砝碼的標稱值，則其最大允許誤差不得超過儀器在該載荷下最大允許誤差的1/3[13]。

依據(jù)電子天平檢定規(guī)程JJG1036—2008，“7.1.1.1檢定標準：砝碼”——應(yīng)配備一組標準砝碼，其擴展不確定度(k＝2)不得大于被檢天平在該載荷下最大允許誤差絕對值的1/3。所以砝碼作為標準檢測電子天平時，其最大允許誤差應(yīng)不大于被檢天平相應(yīng)載荷下的最大允許誤差。例如：e＝0.1 mg。

檢定點1：100 e＝10 mg，則│MPE│10mg≤0.1 mg查表可知F2、F1、E2、E1的10 mg砝碼的最大允許誤差滿足檢定要求。

檢定點2：50000 e＝5 g，則│MPE│5mg≤0.1 mg查表可知E2、E1的砝碼的5 g最大允許誤差滿足檢定要求。

檢定點3：200000 e＝20 g，則│MPE│20mg≤0.2 mg查表可知E2、E1的砝碼的20 g最大允許誤差滿足檢定要求。因此，要選擇正確等級的砝碼方可對電子天平進行計量檢定(見表1)。

表1 砝碼最大允許誤差表

2.3 注意讀數(shù)時間

電子天平在出廠時都已預(yù)設(shè)了穩(wěn)定范圍，其范圍是可調(diào)的，穩(wěn)定范圍設(shè)置與顯示穩(wěn)定示值的時間成反比[14]。檢測中，天平從加載到穩(wěn)定實際上是一個振蕩平衡的過程，當振蕩波形的振幅逐漸減小，達到預(yù)先設(shè)定的穩(wěn)定范圍時就會顯示穩(wěn)定符號，但實際上此時的天平仍未完全穩(wěn)定，還要再經(jīng)過一段時間才能逐漸趨于穩(wěn)定平衡，這段時間的長短與天平設(shè)定的穩(wěn)定范圍有關(guān)，也和天平的檢定分度值有關(guān)。因此，檢定天平時不應(yīng)在穩(wěn)定符號出現(xiàn)后立即讀數(shù)，而是要順延一段時間，但每次讀數(shù)順延的時間應(yīng)相對一致，即在天平穩(wěn)定符號出現(xiàn)后延長(3～5 s)讀數(shù)比較合適。

3 檢定后的數(shù)據(jù)處理

當e≠d時，示值誤差計算公式應(yīng)為E＝I－L，Ec＝E－E0(E：天平示值誤差，I：天平指示值，L：天平稱盤上所加載荷，E0：0點誤差，Ec：修正誤差)[15]；

當e＝d時，示值誤差計算公式應(yīng)為：

(d：電子天平實際標尺分度值，ΔL：在天平稱盤上為示值湊整而添加的載荷)。不論哪種情況，要求所得各載荷點的誤差均小于規(guī)程中所規(guī)定的允許誤差。

4 結(jié)語

醫(yī)學(xué)計量作為醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量控制的重要手段受到越來越多的關(guān)注。對電子天平定期檢測，是質(zhì)量量值傳遞的重要環(huán)節(jié)，對實驗結(jié)果及醫(yī)學(xué)診斷都具有非常重要的意義[16]。因此，檢測人員應(yīng)注意天平檢定過程中的每一個細節(jié)，排除環(huán)境、儀器自身及人為的因素，使檢定數(shù)據(jù)準確、可靠，確保天平在使用中的數(shù)據(jù)具有科學(xué)性和權(quán)威性。

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