崔 驪 黃 韜 杜 超

電子天平因其體積小、靈敏度高、操作簡(jiǎn)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(shí)驗(yàn)等活動(dòng)中。由于電子天平容易受到溫度、濕度及振動(dòng)等環(huán)境因素的影響，可能會(huì)使天平的設(shè)計(jì)參數(shù)產(chǎn)生誤差，因此必須定期檢測(cè)其計(jì)量性能以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性[1]。目前，檢定的主要技術(shù)依據(jù)為國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程JJG1036—2008電子天平檢定規(guī)程，但在實(shí)際工作中不同的檢定人員對(duì)規(guī)程的理解和操作均有差異，導(dǎo)致出現(xiàn)不同的檢測(cè)結(jié)果，因此探討電子天平的檢定、保證量值傳遞的準(zhǔn)確和可靠性是需要長(zhǎng)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(jí)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(xì)地標(biāo)注其性能指標(biāo)，或標(biāo)注的不規(guī)范。如有的電子天平注明了實(shí)際分度值d，而未標(biāo)明它的檢定分度值e，對(duì)于檢測(cè)人員來說，確定電子天平的檢定標(biāo)尺分度值e的值非常關(guān)鍵，因?yàn)閑是用來評(píng)定其準(zhǔn)確度級(jí)別以及最大允許誤差的主要依據(jù)[3]。在計(jì)量檢定中，若每項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)的最大示值誤差≤1 d，則確定e＝d；如果各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)最大示值誤差均＜10 d，則確定e＝10 d。有時(shí)還需根據(jù)具體情況而定，比如當(dāng)d∶0.2 mg時(shí)，e＝5 d；當(dāng)d∶0.5 mg時(shí)，e＝2 d。將除了e＝d以外的情況都?xì)w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(cè)電子天平前，必須通電預(yù)熱，使磁通量與磁鋼達(dá)到熱平衡，再利用回0和(或)去皮功能使其顯示回0，此時(shí)的天平處于真正的可使用狀態(tài)[5]。對(duì)于高準(zhǔn)確度天平在條件允許的情況下，長(zhǎng)期不斷電可保持天平始終處于預(yù)熱狀態(tài)。對(duì)于實(shí)際分度值達(dá)到0.01 mg的電子天平，預(yù)熱時(shí)間應(yīng)在5 h以上；對(duì)于實(shí)際分度值達(dá)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(dāng)顯示值不再呈單方向漂移時(shí)對(duì)天平回0和(或)去皮方可開展檢測(cè)工作。

1.3 電子天平的水平調(diào)節(jié)

檢測(cè)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(dāng)電子天平預(yù)熱、水平調(diào)節(jié)后仍不能立即進(jìn)行檢測(cè)，而是要進(jìn)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(zhǎng)時(shí)間停止稱量時(shí)其傳感器同樣處于休眠狀態(tài)，傳感器中的簧片處于休止?fàn)顟B(tài)，其恢復(fù)性能不佳，如果在此時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)砝碼稱量則會(huì)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(dāng)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(jìn)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(jī)時(shí)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(zhǔn)確度符合測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，因此檢定時(shí)應(yīng)按照說明書的操作程序?qū)﹄娮犹炱竭M(jìn)行自校準(zhǔn)[9]。電子天平均有內(nèi)部或外部校準(zhǔn)功能，如果有內(nèi)部校準(zhǔn)功能，開機(jī)后按“Cal”鍵，稍等數(shù)分鐘，當(dāng)顯示值恢復(fù)0位時(shí)表明自校完成；如果有外校功能，需要把相當(dāng)于最大稱量的砝碼放入天平秤盤中央再按“Cal”鍵進(jìn)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(cè)試點(diǎn)

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(cè)量點(diǎn)數(shù)不得少于10點(diǎn)；后續(xù)檢定或使用中檢驗(yàn)的天平測(cè)量點(diǎn)不少于6個(gè)[10]。檢測(cè)時(shí)應(yīng)從0載荷點(diǎn)開始，逐漸單調(diào)往上加載標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)砝碼，直至0載荷為止[11]。在檢定過程中，測(cè)量的載荷點(diǎn)應(yīng)由檢測(cè)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(shí)際工作中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，以下載荷點(diǎn)應(yīng)必須檢定：①空載;②全載;③最小稱量Min(特種準(zhǔn)確度級(jí)天平Min＝100 e；高準(zhǔn)確度級(jí)天平：當(dāng)檢定分度值e在1 mg≤e≤50 mg范圍時(shí)Min＝20 e；當(dāng)檢定分度值e在0.1 g≤e范圍時(shí)Min＝50 e；中準(zhǔn)確度級(jí)天平Min＝20 e；普通準(zhǔn)確度級(jí)天平：Min＝10 e;④影響天平誤差值的“拐點(diǎn)”所對(duì)應(yīng)的那些載荷，比如特種準(zhǔn)確度天平：5000 e、200000 e；高準(zhǔn)確度級(jí)天平：5000 e、20000 e；中準(zhǔn)確度級(jí)天平：500 e、2000 e等[12]。

2.2 選擇正確等級(jí)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(shí)際質(zhì)量值，則其擴(kuò)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)：砝碼”——應(yīng)配備一組標(biāo)準(zhǔn)砝碼，其擴(kuò)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(duì)值的1/3。所以砝碼作為標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)電子天平時(shí)，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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(jí)的砝碼方可對(duì)電子天平進(jìn)行計(jì)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(shí)間

電子天平在出廠時(shí)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(shí)間成反比[14]。檢測(cè)中，天平從加載到穩(wěn)定實(shí)際上是一個(gè)振蕩平衡的過程，當(dāng)振蕩波形的振幅逐漸減小，達(dá)到預(yù)先設(shè)定的穩(wěn)定范圍時(shí)就會(huì)顯示穩(wěn)定符號(hào)，但實(shí)際上此時(shí)的天平仍未完全穩(wěn)定，還要再經(jīng)過一段時(shí)間才能逐漸趨于穩(wěn)定平衡，這段時(shí)間的長(zhǎng)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(shí)不應(yīng)在穩(wěn)定符號(hào)出現(xiàn)后立即讀數(shù)，而是要順延一段時(shí)間，但每次讀數(shù)順延的時(shí)間應(yīng)相對(duì)一致，即在天平穩(wěn)定符號(hào)出現(xiàn)后延長(zhǎng)(3～5 s)讀數(shù)比較合適。

3 檢定后的數(shù)據(jù)處理

當(dāng)e≠d時(shí)，示值誤差計(jì)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(diǎn)誤差，Ec：修正誤差)[15]；

當(dāng)e＝d時(shí)，示值誤差計(jì)算公式應(yīng)為：

(d：電子天平實(shí)際標(biāo)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(diǎn)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(jì)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(duì)電子天平定期檢測(cè)，是質(zhì)量量值傳遞的重要環(huán)節(jié)，對(duì)實(shí)驗(yàn)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(cè)人員應(yīng)注意天平檢定過程中的每一個(gè)細(xì)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(zhǔn)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。

[1]中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程.JJG 1036-2008電子天平檢定規(guī)程[S].國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,2008-02-20.

[2]史夢(mèng)遠(yuǎn),崔驪,黃殿忠,等.電子天平檢定中的問題探討[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備,2011,8(8):38-40.

[3]吳昊,劉光榮,曹德森.電子天平檢定中若干問題的思考[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備,2006,3(6):28-30.

[4]劉會(huì)芳.對(duì)電子天平檢定結(jié)果差異原因的分析探討[J].商品與質(zhì)量:學(xué)術(shù)觀察,2011(4):304-305.

[5]張清印,鄧小羊,朱亞紅,等.談?wù)勲娮犹炱綑z定問題[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2006,22(9):59-60.

[6]張永芹.電子天平檢定中需注意的問題[J].企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化,2008(5):41-42.

[7]肇昱.用電子天平檢定／校準(zhǔn)M 1級(jí)砝碼時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題[J].物理測(cè)試,2005,23(6):58-59.

[8]肖云祥,許垠圳.天平“各載荷點(diǎn)最大允許誤差”與“線性誤差”的區(qū)別[J].現(xiàn)代測(cè)量與實(shí)驗(yàn)室管理,2004,12(4):13-14.

[9]倪忠英.如何確保電子天平在使用中的準(zhǔn)確性[J].中國(guó)計(jì)量,2010(11):119-120.

[10]李衛(wèi)華,程環(huán),張春霞,等.電子天平計(jì)量檢定的幾個(gè)問題[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2003,24(4):33-34.

[11]徐銳光,趙恒,郭鈺堅(jiān).電子天平的不確定度對(duì)恒重試驗(yàn)的影響[J].中國(guó)醫(yī)療器械信息,2010,16(4):71-73.

[12]唐圖強(qiáng),唐輝,顧廣勝,等.電子天平稱量精度探討[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2009,30(4):118-119.

[13]陳青華.導(dǎo)致電子天平檢定結(jié)果差異原因分析[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì),2007(11):436,438.

[14]王秋紅.對(duì)電子天平檢定與校正的探討[J].黑龍江科技信息,2010(26):61.

[15]楊建勝.電子天平檢定結(jié)果差異研究分析[J].建材發(fā)展導(dǎo)向,2011,9(13):1.

[16]安文遠(yuǎn).電子天平檢定過程中注意事項(xiàng)之我見[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù),2009(10):40-41.