淺談砝碼檢定時(shí)對(duì)電子天平的選擇

許霞

摘 要：砝碼是一種需要依靠衡量?jī)x器來(lái)實(shí)現(xiàn)量值傳遞的固定實(shí)物量具，而電子天平是常用儀器。特別是在砝碼檢定時(shí)，對(duì)電子天平的量程、準(zhǔn)確度等級(jí)、分辨力選擇尤其重要。從電子天平合成不確定度估算得到，砝碼的最大允許誤差與天平最直觀的參數(shù)檢定分度值e之間為正比關(guān)系，并結(jié)合實(shí)例分析檢定全量程砝碼時(shí)選擇的方案和需要考慮的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：砝碼檢定；電子天平；合成不確定度；檢定分度值

中圖分類(lèi)號(hào)：TH715.1+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.01.083

JJG 99—2006《砝碼檢定規(guī)程》7.2.2.1規(guī)定，檢定砝碼所用的衡量?jī)x器的計(jì)量特性在測(cè)量之前要已知。如果被檢砝碼進(jìn)行空氣浮力修正，則其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度（即重復(fù)性、靈敏度、分辨力、偏載等的合成）應(yīng)不得超過(guò)被檢砝碼質(zhì)量最大允許誤差絕對(duì)值的1/6；反之，則不得超過(guò)1/9.而在實(shí)際工作中，如何在未測(cè)量前根據(jù)砝碼的準(zhǔn)確度等級(jí)選擇合適的衡量?jī)x器，從而確保滿(mǎn)足量值的傳遞需求。本文筆者將結(jié)合日常工作談?wù)剻z定砝碼時(shí)對(duì)電子天平的選擇所遵循的一些原則。

1 電子天平引入的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度估評(píng)

在未測(cè)量的前提下，估算一臺(tái)天平是否滿(mǎn)足砝碼檢定需求，只能根據(jù)銘牌上的最大稱(chēng)量、最小稱(chēng)量、實(shí)際分度值d和檢定分度值e這幾個(gè)參數(shù)，對(duì)電子天平引入的合成不確定度uba（重復(fù)性、靈敏度、分辨力、偏載的合成）進(jìn)行評(píng)估。評(píng)估原則：忽略靈敏度引入的分量（檢定合格的天平其影響量很?。?，增大重復(fù)性和偏載引入的分量。估評(píng)后可得到合成不確定度與檢定分度值e成正比，具體如下。

1.1 電子天平的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的估評(píng)

1.1.1 重復(fù)性測(cè)試uw

該分量確定根據(jù)天平重復(fù)性的最大允許誤差來(lái)確定：根據(jù)JJG 1036—2008《電子天平檢定規(guī)程》5.5.2要求，天平重復(fù)性誤差極限是檢定分度值的1.5倍，采用極差法按均勻分布處理

的方式，則 .

1.1.2 天平的偏載uE

同理，電子天平的偏載極限是檢定分度值的1.5倍，且砝

碼放置在秤中心距離四角1/3處，則 .

1.1.3 天平的分辨力ud

電子天平為數(shù)字式衡量?jī)x器，且e=10d，則 .

那么，合成后的衡量?jī)x器不確定度 .

1.2 │MPE│與天平檢定分度值e的關(guān)系

│MPE│為被檢砝碼最大允許誤差絕對(duì)值。

1.2.1 砝碼需要進(jìn)行空氣浮力修正

當(dāng)砝碼需要進(jìn)行空氣浮力修正時(shí)，比如E2等級(jí)砝碼，則uba

不得超過(guò)│MPE│的1/6，即： ≥uba≈0.46e，e≤0.36│MPE│.

1.2.2 砝碼不需要進(jìn)行空氣浮力修正

當(dāng)砝碼不需要進(jìn)行空氣浮力修正時(shí)，比如F1，F(xiàn)2，M1等級(jí)

砝碼，則uba不得超過(guò)│MPE│的1/9，即： ≥uba≈0.46e，

e≤0.24│MPE│.

2 舉例分析

有了這個(gè)正比關(guān)系，我們就可以只將砝碼的最大允許誤差值作為選擇電子天平的初步依據(jù)，如表1所示。

基于表1數(shù)據(jù)我們發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際砝碼檢定過(guò)程中，常見(jiàn)量程覆蓋很廣，可達(dá)到1～20 kg，而不同量程點(diǎn)對(duì)電子天平的合成不確定度要求不一樣，例如一臺(tái)量程為5 kg的電子天平不能滿(mǎn)足全量程（1 mg～5 kg）21個(gè)檢定點(diǎn)的要求，一般需要幾臺(tái)天平組合配套才能實(shí)現(xiàn)，如表2所示。

從表2中可以看出，砝碼全量程的檢定工作一般都需要采用不同量程、不同檢定分度值天平的組合使用來(lái)完成。表2中所列的天平組合配套方案除了考慮最大稱(chēng)量是否能覆蓋1 mg～5 kg外，還參照了表1中對(duì)檢定分度值e的極限值要求。

在檢定高等級(jí)砝碼時(shí)，對(duì)配套使用的衡量?jī)x器和檢測(cè)環(huán)境要求都比較嚴(yán)格，一般的電子天平達(dá)不到精度要求，而需選用重復(fù)性更好、分辨力更高的質(zhì)量比較儀來(lái)完成，通常也是按量程配套選用三四個(gè)質(zhì)量比較儀。一般實(shí)驗(yàn)室配置了最高等級(jí)的砝碼檢定裝置后，其他低等級(jí)的砝碼也可用該套裝置來(lái)建標(biāo)，擴(kuò)大檢測(cè)范圍，提升檢測(cè)能力。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文電子天平引入的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度采用了估評(píng)的方式，可作為檢定砝碼時(shí)對(duì)電子天平選擇的參考。但在實(shí)際建標(biāo)或者砝碼檢定時(shí)對(duì)不確定度的分析中，仍需嚴(yán)格按照J(rèn)JG 1036—2008《砝碼檢定規(guī)程》的相關(guān)要求，并結(jié)合產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)來(lái)仔細(xì)評(píng)定衡量?jī)x器引入的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，提高檢測(cè)的合理性、準(zhǔn)確性和安全性。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：劉曉芳〕