电子天平的校验与质量控制的关系

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doi：10.3969/j.issn.1006-8554.2013.07.0821 电子天平的原理电子天平主要组成部分有：电源、电磁力平衡式传感器、光电传感器、键盘和显示器、控制电路。电子天平的基本工作原理是天平空载时，电磁力平衡式传感器处于平衡状态。加载后，感应线圈的位置发生改变。光电传感器中的光敏三极管所接收的光线强度的改变，其输 出电流也改变，该变化量经微处理后，控制电磁线圈的电流大小，使电磁力平衡式传感器重新处于平衡状态。同时，微处理器将电磁线圈的电流变化量转变为数字信号，迅速在显示屏上显示出来。

2 电子天平的检定根据检定规程要求，电子天平的检定项 目应为 9项。检定内容主要包括：鉴别力、灵敏度、各载荷点最大允许误差、重复性、偏载检查(四角误差)和配衡功能检查等。根据被检天平的具体情况，并非每-项内容都需要检定，具体的检定项目需要由电子天平的准确度级别和检定分度值决定，但对于日常周期检定来说，主要进行以下几项验定。

2.1 鉴别力的检定对鉴别力的检定，比较严谨的方法是：先将相当于检定载荷示值 L的砝码加在天平盘上(其中有 10个 d/lO的小砝码)，然后逐个取下 d/lO的小砝码至显示值变为 L-d时，再加上 1个d/lO的小砝码，此时将质量为 1.4 d的砝码轻轻加到称盘上，显示值应变为Ld。但在-般情况下，用电子天平的鉴别力不会有问题，所以多数情况下可以直接用质量为1.4 d小砝码试-下即可，对于d≤1 mg或 e>2 d的电子天平，规程中说明允许免检其鉴别力。

2.2 各载荷点最大允许误差的检定电子天平的最大允许误差是指天平 的线性度 (或称线性误差)，它与天平的准确度等级和称量有关 ，目的是判定天平的示值误差是否在规程规定的范围之内。在检定时，除按规程要求选褥定点外，还应根据被检电子天平的e与d关系来确定是否应该对每-被检点采用附加小砝码，寻求数字转换点的方法来找到该检定点的实际模拟值，以确定其示值误差。

2.3 天平重复性误差的检定与计算重复性是描述电子天平在相同的测量条件下 ，同-载荷多次称量结果之间的差值，是衡量电子天平能否提供-致结果的能力。重复性检定在空载和加载状态下进行 ，测定次数应根据电子天平准确度级别的不同而异，检定过程及数据处理方法按非自动天平检验规定进行，对e≥5 d的电子天平则可以省略用附加小砝码寻求数字转换点进行凑整计算的过程，而直接用天平示值减去砝码质量值来计算重复性误差。对重复性误差可用极差法或标准偏差法来评定，但以极差法常用。

2.4 偏载检验(四角误差检验)进行此项检验，应注意根据使用要求来确定是用满载还是 1/3FS作为检验载荷，因为不同的检验载荷最终检验结果是不同的。同时非自动天平检验规定要求：标准天平四角误差等于最大值与最小值之差：而非标准天平等于各点修正后的示值误差中的最大者，但规程允许用各点的示值与中心点的示值之差的最大者作为四角误差来简化检定程序。

2.5 偏载检验偏载检验又称四角误差检验，它是通过将荷载放置在秤盘上不同的位置来检验天平提供-致结果的能力，在实际检定工作中，应根据电子天平的使用要求来确定检验荷载。

3 电子天平的校正衡量-台电子衡器合格与否，还需综合考虑其他技术指标。因存放时间较长、位置移动、环境变化或为获得精确测量，电子衡器在使用前-般都应进行校正操作。校正方法分内部校正和外部校正两种。目前市场流通校正方法多种多样，各个电子衡器生产厂家对此方面的研发各不相同，都在朝着便于用户操作的方向发展。通常厂家在说明书中均有详细操作步骤 ，因为电子衡器的校正较为专业，如果不仔细研读说明书很容易忽略。

4 影响电子天平质量控制的因素4.1 预热天平的预热时间是保证天平示值稳定的关键。预热时间的长短与天平的检定分度值和检定分度数有关。规程第 18条规定天平检定前应预热0.5 h以上，但0.5 h以上多长的预热时间比较合适这时就要根据各天平使用说明书上的要求进行操作。同时天平的预热和天平的精度有密切的关系。

电磁力平衡式传感器的温度变化主要来源于环境温度的变化和过流元件的发热。电子天平的基本工作原理的平衡，- 旦失衡，利用电磁力将天平重新拉 回平衡。这个 电磁力 ，是由流经线圈中与物体质量成正比的电流在永久磁钢的磁通 B、流经线圈中的电流 I及线圈长度 L成正比。当天平处于预热阶段时，随着内部温度升高，磁通B会逐渐下降，同时I也会减小，这样就导致 F变小，天平失去平衡，示值会呈现正的单方向漂移。电子天平在称量前要充分预热。只有经过充分预热，使磁钢达到热平衡，这-变化过程结束，天平才达到平衡。

再利用置零/去皮功能，使显示置零，此时天平才处于真正可使用状态。

4.2 预压天平在停止工作-段时间后可能进入休眠状态，为使天平眷进入工作状态，检定前最好用砝码多次加载，否则天平进程示值与回程示值之差将明显增大，加载时不必在意称量结果和回零情况。

5 结语天平是质量量值传递的关键，电子天平的检定是电子天平计量性能的前提，而电子天平的校准又为精密的质量控制提供了重要保障。为了使电子天平获得更高等级的精确度，必须参照国家计量检定规程，按照电子天平的综合性能特性来进行检定。