对电子天平检定结果差异原因的分析探讨

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摘 要：电子天平作为一种常用的质量测量仪器，在实际应用过程中，难免会受诸如振动、预热时间、校准、测量物品等因素的影响，造成检定结果的差异，影响质量测量的准确性。在此就电子天平检定结果差异的原因进行分析，并提出防止电子天平检定结果差异的对策。

关键词：检定结果差异；原因分析；对策

电子天平是目前生产、商业、科研等领域常见的一种测量仪器。在实际应用中，由于诸多因素的影响，可能导致检定结果的差异，有必要探究其检定结果差异的原因，以便提高电子天平检定结果的准确性。电子天平作为计量器具，使用一段时问后其计量性能与原设计的指标或多或少都会产生偏离，以致测量结果误差增大，不能得到准确的测量数据，为此非常有必要对其计量性能进行定期检定。目前一般参照JJGl036―2008《电子天平》新规程对电子天平进行检定，但是，不同条件下的检定结果依然不可避免存在着一定差异。

一、电子天平检定结果差异的原因分析

1.振动影响

由于电子天平所在环境存在着一定的振动源或磁源，导致电子天平产生振动，影响到电子天平示值的稳定。测量环境中的气流、强光等因素，都会对电子天平的稳定产生影响，导致电子天平检定结果产生差异。电子天平从振动到稳定的过程如图1所示。

从图1可以看出，随着振幅的减小，电子天平的振幅逐渐趋向其稳定值范围，电子天平趋于稳定状态，并在短时间内处于稳定状态。电子天平渐趋稳定的时间由电子天平的稳定取值范围和检定分度值决定。因此，在电子天平刚趋稳定就读数的话，会使电子天平的检定结果出现较大误差。

2.预热时间

受预热时间的影响，电子天平的敏感度也会产生相应的变动，影响电子天平检定示值的稳定。电子天平的预热时间由检定分度值与电子天平的性能所决定，生产厂家都会在出具的使用说明书里明确的标明，需根据说明书上规定的要求来处理。一般来说，电子天平在检定前，需要预热0.5h以上，具体的预热时间与电子天平精度成正比，对于进行计量检定的电子天平，实际分度值d≥0.01mg的电子天平，预热时间至少为5小时。实际分度值d≤0.001mg的微量和超微量电子天平，预热时间则需24小时以上。当然，低精度的电子天平可以适当减少预热时间，电子天平的精度越低，需要预热的时间就越短。使用中的天平，预热时间可适当减少，当天平显示器上的示值不再呈现单方向漂移时，回零/去皮后，即可称量。电子天平说明书也只是设定了预热时间范围，但在实际中具体预热时间还是难以把握，造成检定结果的差异。

3.校准

电子天平在检定前，需要经过校准才能正常使用。一般电子天平不具备自动校准功能，需要人工手动校准。人工校准操作过程是否规范，多次测量中是否进行了校准，搬动移动地方是否进行了校准，都会造成检定结果的差异。

4.测量物品

电子天平在经过首次检定投入使用后，测量物品对检定结果差异的影响是客观存在的。为了使电子天平在后续检定、使用中检验保持其计量性能都能稳定合格、其测量结果准确可靠，我们应在使用中分析并减小各种测量物品对天平的影响。由于测量物品的多样性，使得诸如温度过高、过低的物品、潮湿的物品及具有挥发性、腐蚀性物品会对电子天平的检定结果造成影响，带静电和磁性的物品在检定时也会导致检定结果的偏差。因此，要根据物品的温度达到电子天平适宜的温度，对带静电等物品采取一定的措施，消除其对检定结果的影响。

二、防止电子天平检定结果差异的对策

1.减少测量环境的振动源

依照《电子天平》新规程，在使用电子天平时，应该尽量避免周围环境的振动源，如果有能够觉察的振动或气流，应该使操作台与墙面保持(5―10)cm的间距，减少振动源对电子天平检定的影响。同时，电子天平的使用环境应避免强光直射，远离热源，防止磁源的影响。假设条件允许，精度较高的电子天平要配有防震台。测量环境的门窗最好采取推拉移动方式，不要把电子天平放在空调的出风口下，避免强对流空气对电子天平的影响，为电子天平的检定和使用创造稳定的环境条件。

2.把握预热时间

电子天平在称量前只有经过充分预热，使永久磁钢达到热平衡，天平才真正达到平衡、稳定。在一般情况下，只要给天平通电，即使天平显示器上无显示，天平也已处于预热状态。天平上的“ON/OFF”键只是开关显示器而已。因此经常称量的天平不必拨掉电源，让其始终保持通电预热处于备用状态，这样可省去预热时间。使用电子天平，尤其是高精度天平，在条件许可的情况下，长期不断电，保持天平始终处于预热状态。一旦电子天平出现断电情况，依照《电子天平》新规程的规定，要对电子天平预热5h以上，确定天平显示器上的读数不再单向偏移，就可以进入检定状态。

3.规范校准的操作程序

一般电子天平不具有自动校准功能，需要借助人工手动进行校准。在实际操作过程中，天平室内温湿度应恒定（温度应在20℃，湿度亦在50％左右），按下电子天平的CAL键，电子天平给出砝码标称值，表示校准砝码需用该值的标准砝码，放入标准砝码，片刻之后，电子天平显示器显示CAL DONE，校准操作完成。为了得到准确的校准结果最好重复以上校准操作步骤两次。如果电子天平没有设置CAL键，可以从说明书查到相关校准功能键，进入校准菜单，调出CAL字样，按照上面的操作程序进行校准。对搬移过的电子天平，重新使用时必须进行校准。一般情况下，电子天平在当天使用前必须校准，如果使用频率较高的，可视情况在中途校准一次，以便利用操作程序的规范，消除检定结果的差异。测量结果要求准确度高的，在每次使用前，都必须校准天平。

4.根据测量物品的特性采取有效措施

为了避免测量物品温度对电子天平检定结果的影响，严禁将冰箱或烤箱的物品不进行恒温变化就直接测量，要使物品与测量环境的温度相同时，再进行测量。称量潮湿、吸收或释放水份、易挥发和具有腐蚀性的物品时，要盛放在密闭的容器内，以免腐蚀和损坏电子天平。同时尽量缩减称量时间，可以避免天平的单向偏移，减少物品对检定结果的影响。为了减少静电影响，应该保持测量环境的湿度40％-60%。对于带磁性的物品，在使用电子天平称量时，直接称量容易受磁场作用的影响，导致不同面的数据结果存在差异。因此，称量带磁性的物品，可以采取下挂式托盘或高支架托盘，加大物品与天平的距离，远离磁场作用，减轻磁性对检定结果的影响；屏蔽磁力，将样品放在非金属制的容器内，可使用非磁性材料将磁性影响降低到最小程度。

三、结论

总之，电子天平的性能是准确计量质量的前提，为了有效避免电子天平检定结果的偏差，有必要就电子天平产生差异的实际原因进行分析，以便追根溯源找到解决办法。在实际测量中，可以依照国家《电子天平》新规程，对电子天平进行检定，以便提高电子天平的精确度。

参考文献：

[1] JJG1036―2008《中华人民共和国国家计量检定规程》(电子天平)

[2] 陈青华.导致电子天平检定结果差异原因分析[J].内蒙古科技与经济.2007（21）[3] 倪忠英.如何确保电子天平在使用中的准确性[J].中国计量.2010（11）

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