（石河子質(zhì)量與計(jì)量檢測(cè)所，新疆石河子市，832000）李文綺

（新疆農(nóng)墾科學(xué)院，農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，新疆石河子市，832000）賈文婷 李自芹

天平在工業(yè)和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的質(zhì)量量值傳遞、物體質(zhì)量和體積測(cè)量中廣泛應(yīng)用[1-2]，承擔(dān)著大量的化學(xué)分析、工業(yè)計(jì)量、貿(mào)易結(jié)算及量值傳遞工作，天平計(jì)量性能關(guān)系到檢測(cè)精準(zhǔn)、結(jié)算公平與產(chǎn)品質(zhì)量。為使天平的計(jì)量性能得到有效控制，天平的使用、管理人員應(yīng)熟悉天平結(jié)構(gòu)原理、等級(jí)劃分、使用注意事項(xiàng)以及檢定或校準(zhǔn)與期間核查等常識(shí)，掌握的尺度和操作的熟練性，直接關(guān)系天平秤量的準(zhǔn)確性、參數(shù)的可靠性。

1 天平的等級(jí)與檢定分度值

天平根據(jù)結(jié)構(gòu)、原理、用途有很多種類，有機(jī)械天平、電子天平、架盤天平、扭力天平和液體相對(duì)密度天平等，還可分為普通天平和分析天平，甚至按等級(jí)可進(jìn)一步細(xì)分。為了能夠選用科學(xué)合理的天平，天平使用人員應(yīng)根據(jù)使用要求，確定選用天平的型號(hào)和等級(jí)。天平的檢定分度值e是用來評(píng)定其準(zhǔn)確度級(jí)別和最大允許誤差主要的參數(shù)，有些天平受結(jié)構(gòu)原理的限制只有一個(gè)等級(jí)，如架盤天平為Ⅲ級(jí)，而機(jī)械天平由檢定分度值e和最大秤量可確定天平的檢定分度數(shù)n，再根據(jù)檢定分度數(shù)進(jìn)一步細(xì)分等級(jí)[1-4]。

實(shí)驗(yàn)室配備和使用天平的關(guān)鍵是確定天平的檢定標(biāo)尺分度值e。生產(chǎn)天平的廠家眾多，存在天平性能指標(biāo)的標(biāo)識(shí)不規(guī)范、不統(tǒng)一的現(xiàn)象，如不標(biāo)注等級(jí)，或不標(biāo)注實(shí)際分度值d、檢定分度值e，給實(shí)驗(yàn)選擇合適的天平帶來了不便。如果天平的最大示值誤差均不大于1d，即e=d，而多范圍、多分度的天平很常見，實(shí)際分度值d又多不等于檢定分度值e。除了e=d以外的情況均稱為e≠d，其中以e=l0d最為常見，如果各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)最大示值誤差均小于10d，即e=l0d；有時(shí)需根據(jù)具體情況確定e=5d、e=2d或其它。天平的相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和檢定規(guī)程、校準(zhǔn)規(guī)范通常規(guī)定檢定分度數(shù)n按l×l0k或2×10k或5×10k(k為正整數(shù)、負(fù)整數(shù)或零)的形式劃分[1-5]。我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中，如何選擇符合稱量精度要求的天平，要以天平的檢定分度值(e)為準(zhǔn)，而不是其分度值(d)，對(duì)于機(jī)械天平，只有當(dāng)一個(gè)天平的檢定標(biāo)尺分度值e與實(shí)際標(biāo)尺分度值相等時(shí)，才可以用分度值。

2 天平的使用與維護(hù)

天平作為一種準(zhǔn)確度要求比較高的儀器，一般應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求配備。天平對(duì)環(huán)境、使用、維護(hù)等均有嚴(yán)格的要求，為使天平各個(gè)構(gòu)件處于平衡狀態(tài)，應(yīng)科學(xué)合理控制溫濕度等環(huán)境參數(shù)，并積極維護(hù)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，保證使用環(huán)境的平衡性及穩(wěn)定性，促使天平測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性提升，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)制定天平維護(hù)保養(yǎng)制度，一般可以按表1，對(duì)天平安裝、使用、維護(hù)保養(yǎng)進(jìn)行要求，特殊情況應(yīng)按天平說明書規(guī)定。

表1 天平的安裝、使用、維護(hù)保養(yǎng)要求

3 天平的檢定與校準(zhǔn)

為確保天平量值準(zhǔn)確可靠，用于檢驗(yàn)檢測(cè)、貿(mào)易結(jié)算，以及用于量值傳遞的天平，應(yīng)按使用要求定期檢定或校準(zhǔn)。無論是新安裝的，還是因環(huán)境變化、位置移動(dòng)，或?yàn)楂@得精確測(cè)量，天平在使用前一般應(yīng)由專業(yè)的計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)，依據(jù)相應(yīng)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范檢定或校準(zhǔn)。檢定或校準(zhǔn)天平前，應(yīng)先進(jìn)行系統(tǒng)檢查，確定天平的最小秤量、最大秤量、檢定分度值和準(zhǔn)確度等級(jí)，確認(rèn)天平讀數(shù)方便、清晰、穩(wěn)定。然后根據(jù)不同準(zhǔn)確度等級(jí)的天平選用稱量砝碼，選取不得大于被檢天平在該載荷下最大允許誤差1/3的相應(yīng)級(jí)別或等別標(biāo)準(zhǔn)砝碼，且保證標(biāo)準(zhǔn)砝碼的量程覆蓋到天平的最大稱量范圍。

通常，天平各載荷點(diǎn)的最大允許誤差和示值重復(fù)性是必檢項(xiàng)目，按照檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范的操作程序，選取空載、全載、最小稱量及影響天平誤差值的“拐點(diǎn)”等載荷點(diǎn)，可得到各載荷點(diǎn)的示值誤差和規(guī)定載荷點(diǎn)的重復(fù)性。天平的結(jié)構(gòu)原理不同，因此天平對(duì)應(yīng)的檢定規(guī)程和等級(jí)不同，對(duì)應(yīng)計(jì)量性能、檢定環(huán)境、檢定項(xiàng)目、檢定方法等均有差異，如電子天平檢定偏載誤差，機(jī)械天平檢定橫梁不等臂性誤差，架盤天平檢定游碼標(biāo)尺稱量誤差，扭力天平檢定靈敏度等。

4 天平的期間核查

4.1 天平期間核查的實(shí)施

天平容易受環(huán)境條件、振動(dòng)沖擊、使用不當(dāng)?shù)挠绊?，加上元器件老化、搬運(yùn)或運(yùn)輸?shù)仍?，即使按照?guī)程規(guī)范的要求定期溯源，也應(yīng)對(duì)所用天平進(jìn)行期間核查。通過期間核查及時(shí)了解天平在兩次檢定或校準(zhǔn)之間，各個(gè)荷載點(diǎn)的誤差和儀器計(jì)量性能變化情況及趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)并妥善解決問題，能夠持續(xù)保持天平實(shí)際應(yīng)用的準(zhǔn)確性。

天平的期間核查是實(shí)驗(yàn)室根據(jù)工作需求，使用人員在兩次檢定或校準(zhǔn)之間，利用核查標(biāo)準(zhǔn)確定天平工作狀態(tài)的活動(dòng)[6]。與檢定或校準(zhǔn)不同，需要綜合考慮成本與風(fēng)險(xiǎn)后，明確期間核查對(duì)象，制定期間核查計(jì)劃、期間核查方案，記錄期間核查的實(shí)施情況，并形成期間核查記錄和報(bào)告。天平的期間核查可按表2計(jì)劃實(shí)施。

表2 天平期間核查的計(jì)劃與實(shí)施

4.2 天平期間核查結(jié)果的判斷與應(yīng)用

通常，用被核查天平對(duì)應(yīng)載荷點(diǎn)的最大允許誤差MPE與期間核查結(jié)果比較，判斷期間核查結(jié)果是否滿意。核查標(biāo)準(zhǔn)的參考值為xs，期間核查的測(cè)量結(jié)果為xi，則滿足下列不等式：

期間核查結(jié)果滿意，否則不滿意。也可用核查曲線對(duì)期間核查結(jié)果進(jìn)行控制，如圖1為實(shí)驗(yàn)室一臺(tái)天平的期間核查曲線：

圖1 某天平期間核查曲線

圖1所示，x7已接近下限，此次期間核查結(jié)果雖然滿意，但是已接近下限值，應(yīng)增加核查頻次，及時(shí)采取預(yù)防措施，必要時(shí)重新檢定或校準(zhǔn)，若核查結(jié)果不滿意（超出界限），則應(yīng)停止工作查找原因，并分析兩次核查之間的所有工作是否受到影響，及時(shí)采取糾正措施。通過期間核查曲線，能夠及時(shí)、方便了解天平示值變化，及環(huán)境條件、移動(dòng)、預(yù)熱時(shí)間等因素對(duì)天平示值影響程度，進(jìn)一步分析影響天平示值變化的隨機(jī)因素和系統(tǒng)因素，進(jìn)而采取預(yù)防或糾正措施，保證天平示值處于穩(wěn)定受控狀態(tài)。

5 結(jié)論

天平是實(shí)驗(yàn)室最基礎(chǔ)的儀器配置，也是日常生產(chǎn)和科研工作中最常用的儀器設(shè)備。天平的正確選用、日常維護(hù)保養(yǎng)、定期期間核查可有效提高其稱量準(zhǔn)確度，延長(zhǎng)天平的使用年限。生產(chǎn)企業(yè)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)通過留樣再測(cè)、人員比對(duì)等質(zhì)量控制方式，可以公正、科學(xué)的反映實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行情況，保證各類檢驗(yàn)檢測(cè)工作的質(zhì)量，更能有效提升實(shí)驗(yàn)室技術(shù)能力和管理水平。