電子天平計量檢定的影響因素及解決對策研究

(安徽省計量科學研究院 安徽 合肥 230051)

引言

現(xiàn)階段，隨著科技的發(fā)展進步，機械天平逐漸退出計量市場，取而代之的是具有精確、便捷等優(yōu)點的電子天平。電子天平在可靠性上有大幅度提升，但計量過程中需要規(guī)范的操作技術(shù)，才能有效減少測定過程中產(chǎn)生的誤差。

一、電子天平的組成及工作原理

電子天平在計量過程中可以很快獲取到被稱量物體的質(zhì)量，它的方便快捷受到了人們的青睞，也被廣泛應(yīng)用到實際生活中[1]。電子天平的高效便捷主要源于它的工作原理，在計量中，電子天平主要遵循了電磁力平衡重力的規(guī)律，當通電圈連接托盤進行稱重時，線圈會產(chǎn)生和物質(zhì)質(zhì)量相等的電磁力，電流會通過傳輸器發(fā)生改變，物體越重，電流強度越強，在經(jīng)過電信號顯示出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。因此，以這種工作原理為基礎(chǔ)，電子天平形成了便捷讀數(shù)、計量精確、易于操作等特點。目前市面上的電子天平多種多樣，也具有各種不同的功能，但大多數(shù)電子天平都可以連接電腦，通過電腦的操作對稱量數(shù)據(jù)進行分析處理。

二、電子天平稱量準確率的影響因素

(一)外界因素的影響。電子天平在長時間的使用后會產(chǎn)生誤差，主要是由于外界因素導致的。由于天平中的部件長期使用后不夠靈敏，或者是內(nèi)部電流在溫度和濕度的作用下會對電子元件造成損害。在裝置電子天平的過程中，若外界環(huán)境不適宜電子元件的儲存，在這種情況長期沒有得到解決后會使天平中的磁性受到影響。除此之外，電子天平的儲存需要合適的溫度，不然會影響天平的準確度，若是存儲環(huán)境濕度較大，會使電子天平的部件易潮濕，減少其使用壽命，帶來不必要的損失。精確度很高的天平多用于需要精準測量的物質(zhì)，有微小的誤差都會嚴重影響計量結(jié)果，因此應(yīng)該嚴格控制電子天平的精準度。電源也是影響其精準度的條件之一，電源需要在電子天平的適用范圍內(nèi)，不能出現(xiàn)電壓不穩(wěn)的情況。若不穩(wěn)定則會造成天平內(nèi)的永磁體強度變化，計量過程中不能得到準確的讀數(shù)，而且精確度越高的電子天平對電源的要求越高，狀態(tài)不佳的電源嚴重時還會導致電子天平內(nèi)部器件的損壞，減少可用時間。在發(fā)現(xiàn)此種現(xiàn)象時，要盡快更換內(nèi)部元件，以確保稱量工作的準確進行。

(二)人為因素的影響。電子天平經(jīng)常會被用于各種計量工作中，由于外型輕便，操作簡單，很多時候會在使用前為了省時不進行使用記錄，這種情況會導致電子天平在短時間內(nèi)被多次使用，超負荷的測量工作會讓電子天平的計量產(chǎn)生誤差，影響測定結(jié)果。但需注意的是，電子天平也不宜于長期擱置不投入使用，這樣會其部件得不到運行而老化。除此之外，在使用電子天平時若存在錯誤操作，將所有天平都按照普通天平的使用方法運行，就容易使特殊天平得不到規(guī)范操作而損壞。由于天平種類的不同，使用方法和適用范圍也不盡相同，若不進行針對性的操作和保養(yǎng)，電子天平的計量結(jié)果就會受到影響。

(三)計量流程的影響。電子天平的誤差也可能由于計量流程中的某一環(huán)節(jié)，其中有很多因素是不可控制的，多次對同一物質(zhì)進行稱量也有可能會得到不一樣的檢測數(shù)據(jù)，因此可以根據(jù)電子天平的誤差范圍對測量數(shù)據(jù)進行分析，若幾次數(shù)據(jù)相差不超過誤差范圍，則表示計量結(jié)果是有效的。此外，將物體置于托盤的各個位置都會影響計量的數(shù)值，要根據(jù)誤差范圍進行數(shù)據(jù)的取舍。天平的靈敏度也會影響其精準測量，質(zhì)量改變量和天平的靈敏度成反比。

三、解決電子天平計量誤差的對策

(一)定期保養(yǎng)，避免外界影響。為了有效防治外界環(huán)境對電子天平計量結(jié)果產(chǎn)生的影響，按時的進行保養(yǎng)工作會大大提高天平的使用壽命，確保稱量的準確無誤[2]。在頻繁的使用后，電子天平各部件會出現(xiàn)老化，通過保養(yǎng)可以有效延緩元件老化。此外，還要確保使用環(huán)境的溫度、濕度及含塵量。主要保養(yǎng)操作可以分為以下幾點：第一，在天平使用后要保持其干凈衛(wèi)生，若在長期使用后過臟可以用軟毛刷清理或用綢布蘸取無水乙醇擦拭；第二，應(yīng)定期對電子天平進行校正，要確定維護負責人按時保養(yǎng)天平；第三，天平砝碼要遠離空調(diào)，若天平經(jīng)過了移動，需要在下一次稱量前進行重新校正；第四，腐蝕性、揮發(fā)性等藥品進行稱量時，要放在密閉容器中，避免藥品撒落，損壞天平；第五，嚴格控制電源的穩(wěn)定性，確保天平計量數(shù)據(jù)的有效；第六，對使用環(huán)境進行合理控制，使檢定工作在適宜環(huán)境中完成。

由于電子天平對精準度要求極高，因此定期的檢修工作可以及時發(fā)現(xiàn)天平的異常情況，并在第一時間進行維修，使天平的損失降到最低，保證了計量結(jié)果的準確有效。

(二)使用規(guī)范，防止人為影響。人為影響占電子天平計量誤差的主要部分，因此在使用天平時要合理控制好人為操作。在使用電子天平前，要對使用者進行登記，根據(jù)登記時間和天平的使用情況控制好使用頻率，避免頻繁使用影響電子天平正常運行。此外，做好使用記錄還可以在天平出現(xiàn)故障時推斷出近期使用者計量結(jié)果可能存在誤差。除此之外，要對電子天平計量檢定人員進行專業(yè)化的教育培訓，首先檢定人員要有較強的專業(yè)知識做基礎(chǔ)，能夠?qū)⑺鶎W的理論知識運用到實際工作中，可以進行電子天平計量檢定。與此同時，檢定人員需要在工作中嚴謹細致，有效降低人為因素在電子天平計量檢定中的誤差，還要在學習專業(yè)檢定知識的同時確保檢定工作的質(zhì)量。要提高計量檢定工作人員的整體素質(zhì)，檢定過程中，急需要對準確性的把控，又需要檢定人員良好的職業(yè)素養(yǎng)，要不斷加強工作人員的計量檢定技術(shù)，使檢定工作更為高效。

(三)環(huán)節(jié)優(yōu)化，減少流程影響。電子天平在使用過程中，每一個環(huán)節(jié)都可能給結(jié)果帶來或多或少的偏差，因此，要盡量對使用的每一個步驟進行優(yōu)化，盡可能的降低誤差的產(chǎn)生。首先，在電子天平安裝時要注意保持工作臺的平穩(wěn)，防治震動現(xiàn)象的發(fā)生，要選擇遠離陽光直射范圍，在干燥的環(huán)境中使用，并嚴格根據(jù)說明書內(nèi)容進行安裝操作；其次，在使用前要進行預(yù)熱，需要大約25-35分鐘的預(yù)熱才能進行計量，一般來講，天平在使用中不要經(jīng)常斷電，以免造成電源的不穩(wěn)定。此外還要對電子天平進行預(yù)壓，就是通過砝碼的稱重過程，由于電子天平長期不用進入休眠，需要預(yù)壓來接觸這一狀態(tài)，使誤差降低；再者，計量過程中要使用稱量紙，尤其是粉末狀藥品，不用稱量紙很可能污染天平，影響計量準確性，甚至影響下一組的稱量數(shù)據(jù)；最后，要保持天平使用過程中的清潔，禁止用手直接接觸砝碼，稱量的物品不要超過天平的負荷上限，避免超重損壞天平。

電子天平在使用時需注意：第一，計量工作前要保證天平的正常狀態(tài)，在水平的工作臺上稱量，且要確保天平的干凈。第二，被稱重物品的質(zhì)量要在計量范圍內(nèi)，不要對熱的物品進行稱量。第三，若是實驗中的計量，要保持選用一個天平來完成整個實驗的稱量工作，避免天平的誤差影響實驗數(shù)據(jù)。第四，稱量結(jié)束后要檢查天平的情況，及時填寫使用記錄。

結(jié)論

綜上所述，電子天平在使用中可能存在諸多影響其準確性的因素，只要按照解決方法規(guī)范使用并及時維護，就能有效減少電子天平的計量誤差，降低損壞率，從而有效降低電子天平的使用成本。