淺析電子天平的誤差來源及日常維護(hù)

余 慎

(河南省襄城縣質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，河南 許昌 461000)

電子天平是用現(xiàn)代電子控制技術(shù)，利用電磁力平衡原理實(shí)現(xiàn)稱重。即測(cè)量物體時(shí)采用電磁力與被測(cè)物體重力相平衡的原理實(shí)現(xiàn)測(cè)量，當(dāng)稱盤上的加上或除去被稱物時(shí)，天平則產(chǎn)生不平衡狀態(tài)，此時(shí)可以通過位置檢測(cè)器檢測(cè)到線圈在磁鋼中的瞬間位移，經(jīng)過電磁力自動(dòng)補(bǔ)償電路使其電流變化以數(shù)字方式顯示出被測(cè)物體重量。其特點(diǎn)是稱量準(zhǔn)確可靠，顯示快速清晰并且具有自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、簡(jiǎn)便的自動(dòng)校準(zhǔn)裝置和超載保護(hù)等裝置。隨著實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的普遍性，其測(cè)量的精確性、可靠性也越來越重要。

電子天平屬于精密電子儀器，容易受到外界環(huán)境因素和人為因素的影響產(chǎn)生誤差，因此我們要找出這些誤差的來源，這樣才能減少誤差得出更精確的結(jié)果，下面我們就來簡(jiǎn)要分析一下電子天平的誤差來源及電子天平在日常使用中的幾點(diǎn)維護(hù)。

一 電子天平的誤差來源

(一)裝置誤差

用來以固定形式復(fù)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)量值的標(biāo)準(zhǔn)量具、進(jìn)行測(cè)量時(shí)使用的儀器或儀表以及儀器的附近及附屬設(shè)備不可避免地都含有誤差。

(二)環(huán)境誤差

由于各種環(huán)境因素與要求的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)不一致，而引起的測(cè)量裝置和被測(cè)量本身的變化所造成的誤差，如溫度、濕度、氣壓(引起空氣各部分的擾動(dòng))、振動(dòng)、電磁場(chǎng)、光線等引起的誤差。通常儀器儀表在規(guī)定條件下使用產(chǎn)生的示值誤差稱為基本誤差，超出此條件使用引起的誤差稱為附加誤差。

(三)人員誤差

由于測(cè)量者受分辨力的限制，因工作疲勞引起的視覺器官的生理變化、反應(yīng)速度及固有習(xí)慣引起的誤差，以及精神上的一時(shí)疏忽所引起的誤差。千萬(wàn)不可忽視人員誤差引起的不確定度的擴(kuò)大。造成人員誤差的主要原因有:

(1)位置度誤差。即被測(cè)要素的實(shí)際位置與其理想要素位置的變動(dòng)量所引起的誤差。(2)讀數(shù)誤差，主要是由視覺角度誤差即讀數(shù)視線不垂直及錯(cuò)誤的讀數(shù)方法引起的。此外操作者的呼吸也可能會(huì)造成高精度天平數(shù)值的波動(dòng)，引起讀數(shù)誤差。(3)人員自身心理、生理因素方面引起的誤差。如計(jì)量檢定人員情緒上的較大波動(dòng)將直接影響檢定結(jié)果，造成錯(cuò)判、誤判。長(zhǎng)時(shí)間工作等引起的身體疲憊，或在高溫、高濕、高噪音、污濁氣體等惡劣環(huán)境下，使人引起的心情急躁、壓抑、精力不集中，工作不認(rèn)真、麻痹大意，對(duì)檢定質(zhì)量認(rèn)識(shí)不足，偶爾的疏忽所引起的誤差等。(4)檢定人員受外界干擾引起的被動(dòng)的“誤差”，是檢定人員在各種各樣的外來壓力和誘惑之下，放棄原則而造成的。

(四)方法誤差

方法誤差有許多種情況，如由于取值不同而引起的誤差，由于測(cè)量方法錯(cuò)誤而引起的誤差，還包括測(cè)量時(shí)所依據(jù)的原理不正確而產(chǎn)生的誤差。

(1)采用不正確的檢定方法引起的誤差:不按檢定規(guī)程或檢定操作程序不完善引起的誤差。(2)檢定人員刻意簡(jiǎn)化操作程序?qū)τ?jì)量器具進(jìn)行檢定而形成的誤差，如對(duì)電子天平等精密儀器在檢定規(guī)程中，都嚴(yán)格要求應(yīng)具備一定的恒溫恒濕時(shí)間，而對(duì)此要求的任意變化都會(huì)造成檢定結(jié)果的變化。引起誤差。

二 電子天平的日常維護(hù)

隨著儀器的自動(dòng)化程度不斷提高，電子天平的使用也越來越廣泛了。電子天平雖操作簡(jiǎn)單，但日常維護(hù)也是必不可少的。使用中要注意以下幾點(diǎn):

1.將天平放置在一平整、穩(wěn)定的平臺(tái)或平板上，應(yīng)盡量避免振動(dòng)、陽(yáng)光照射、大氣中水汽凝結(jié)和氣流、磁場(chǎng)等影響量，同時(shí)防止腐蝕性氣體的對(duì)天平的侵蝕。天平砝碼不要放置在空調(diào)器下的邊臺(tái)上。

2.溫度和濕度條件應(yīng)達(dá)到規(guī)定要求，操作應(yīng)在穩(wěn)定的環(huán)境溫度和濕度下進(jìn)行，工作室內(nèi)溫度應(yīng)恒定，以20℃左右為佳。相對(duì)濕度應(yīng)在45%～75%之間為最佳，才能達(dá)到規(guī)定的稱量準(zhǔn)確度要求。

3.使用前將天平調(diào)整到水平位置。

4.電子天平在使用的時(shí)候都是需要先預(yù)熱的，在條件允許時(shí)，應(yīng)充分預(yù)熱天平，天平精度越高對(duì)預(yù)熱要求也越高。一般應(yīng)在30 分鐘以上，這樣才能使天平內(nèi)部達(dá)到平衡、穩(wěn)定，確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠。

5.為避免腐蝕和損壞天平，稱量易揮發(fā)和具有腐蝕性的物品時(shí)，要盛放在密閉的容器中。

6.秤盤和外殼可以用軟布輕輕擦凈，切不可用強(qiáng)溶劑擦洗。

7.應(yīng)將載荷方便、安全地放置在天平的秤盤上，具有吊掛秤盤的天平，必須能確保吊掛系統(tǒng)堅(jiān)固、可靠，不得產(chǎn)生滑落現(xiàn)象，同時(shí)要注意防止超載，注意被稱物體的質(zhì)量應(yīng)在天平的最大載量以內(nèi)，超載可能會(huì)損壞天平!

8.天平內(nèi)應(yīng)放置干燥劑，常用變色硅膠，應(yīng)定期更換。

9.要定期對(duì)電子天平進(jìn)行自?；蚨ㄆ跈z定，天平的檢定周期一般不超過1年，對(duì)于使用頻繁的可加強(qiáng)自?；蛟黾訖z定次數(shù)。如果電子天平出現(xiàn)故障應(yīng)及時(shí)檢修，不可麻痹大意。

10.因存放時(shí)間較長(zhǎng)，位置移動(dòng)，環(huán)境變化或?yàn)楂@得精確測(cè)量，天平在使用前一般都應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)操作。在搬動(dòng)電子天平時(shí)，應(yīng)將秤盤和托盤取下。搬動(dòng)過的電子天平必須重新校正好水平，并對(duì)天平的計(jì)量性能作全面檢查無(wú)誤后才可使用。

11.若長(zhǎng)期不用電子天平時(shí)應(yīng)暫時(shí)收藏為好。

總之，在使用電子天平的過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，只要考慮和做到以上幾個(gè)方面，通過正確的使用和日常的維護(hù)，就可有效地提高稱量準(zhǔn)確度，延長(zhǎng)天平的使用年限，以保證檢測(cè)工作的質(zhì)量，減少誤差的產(chǎn)生。

［1］小凡，電子天平稱量誤差的產(chǎn)生原因及其調(diào)試方式研究，《中國(guó)科技博覽》，2012年9期

［2］錢承，電子天平示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度分析，《工業(yè)計(jì)量》，2012年S1期

［3］楊宇紅;吳華英，電子天平示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定，《計(jì)量與測(cè)試技術(shù)》，2011-04-30

［4］王學(xué)琴;李承榮;滕巖;張傳洪，電子天平示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定，《化學(xué)分析計(jì)量》，2012-07-20