电子分析天平的检验和校准

电子分析天平的检验和校准一、电子天平以其操作简单、称量准确可靠等优点,迅速在工业生产、科研、贸易等方面得到广泛应用。但因电子天平的计量性能经过一段时间的使用后可能发生变化,国家规定对其性能应进行定期检定。检定电子天平的依据文件是JJG98-90非自动天平检定规程(以下称JJG98-90),本文结合具体工作实践,对电子天平的检定过程作一些说明。二、两点说明1.应明确的两个概念在电子天平的检定工作中,首先应明确实际分度值d和检定分度值e两个概念和它们之间的关系,根据No76-1国际建议中的定义,电子天平的实际分度值是指相邻两个示值之差,它表示电子天平的读数能力;而检定分度值则是用于天平(包括机械天平)的分级和检定的,并以质量单位表示的值。它们之间存在下述关系:de10d。2.应重视的两步操作电子天平的生产厂家、型号众多,操作方法各异,但操作使用任何一台电子天平时都应注意以下两点:首先应将电子天平调整至水平状态,并按规定时间进行预热,然后再对其进行校准(可选择外校或内校方式),以消除不同使用地点重力加速度的不同对其称量结果的影响。这一过程是正确检定(包括使用)电子天平所必须的,否则难以保证检定(或称量)结果的准确性。三、电子天平的检定JJG98-90中指出评定电子天平的计量性能的指标有8项,其中对使用中的电子天平的周期检定主要是前4项:鉴别力和灵敏度、最大允许误差、重复性和偏载的检定。下面分别对它们作一些说明:1.灵敏度和鉴别力的检定根据No76-1国际建议中的说明,灵敏度是指对于一个给定的重量变化(m),衡器的指示值相应能发生的示值变化(L)。而鉴别力则是表征衡器对微小载荷的反应能力,也即要引起衡器示值有一个可发觉的变化需要添加的重量是多少。对电子天平来说,鉴别力是一个有意义的概念,而灵敏度则没有实际意义,因此检定员不要因为规程中将二者列在一起说明而产生误解。对使用中的电子天平鉴别力的检定,通常允许作简化处理,即选择在空载或全载时处于平衡状态的天平上,用质量为1.4d的小砝码,轻缓地加放在天平上或从其上拿下,此时原来的天平示值应有变化(具体过程见JJG98-90中表15)。一般来说,使用中的电子天平的鉴别力不会有问题,所以规程中指出:对于d1mg或e2d的电子天平,允许免检其鉴别力。2.各载荷点的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,它与电子天平的准确度等级和称量有关(详见JJG98-90第8页表8),其目的是判定电子天平的示值误差是否在规定的范围内。通常,示值误差(E)由下式来确定:E=I-I0,I为天平指示值,I0为标准砝码的标称值。对电子天平来说,这样计算示值误差是不够严密的。我们知道,电子天平是数字显示方式,其示值的变化不是连续的,而是以阶跃形式进行。这样,当天平的实际示值处于相邻两个数字之间时,实际示值总是按一定的数字化整方式,以某一相邻数字显示出来,因此,电子天平的数字显示值除含有实际模拟示值外,还包含着数字化整误差。在对电子天平进行检定时,应当剔除这个数字化整误差,找到实际模拟示值,以准确确定电子天平的示值误差。在实际检定中,常采用附加小砝码寻求数字转换点,来进行凑整计算的方法,其过程是:对某一检定点用相应的标准砝码L加载,此时天平显示值为I,然后将e/10值的附加小砝码Z逐个增加至L时,显示数字增加一个字或在相邻两个示值间转换跳动。此时即可知数字化整误差为(e/2-L),而实际模拟值为(I+e/2-L);由此得到该检定点的示值误差E=(I+e/2-L)-L,这就是JJG98-90中检定电子天平示值误差的计算公式。JJG98-90中同时指出:对e5d的电子天平允许不作数字化整误差的修正,下面以两个具体实例作比较说明:(实例略)3.重复性检定重复性是描述电子天平在相同的测量条件下,对同一载荷多次称量结果之间的差值,是衡量电子天平称量结果能否达到一致的能力。重复性检定应在空载和加载状态下进行,其检定过程及数据处理方法按JJG98-90第45页表18进行。对e5d的电子天平同样允许省略数字化整误差的修正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。4.偏载检验偏载检验又称四角误差检验,它是通过将载荷放置在称盘上不同的位置来检验天平提供一致结果的能力。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载荷,具体内容和方法参见JJG98-90中第55页说明。调整天平(1) 调水平使用电子分析天平前位两个底脚螺丝调正水准器。气泡在水准器正中央即为水平。(2)调零点即使微量标尺上的 0 点与游标(光屏)刻线完全重合。较大的零点调整 可移动横梁上左右平衡螺丝的位置。较小的零点调整 即微量标尺 0 点与游标(光屏)刻线相距 3 格以内，可转动底板下面 的拨杆(3)调光射影颜色 若灯光射影显示骚扰的颜色，明暗不一，可转动和移动聚光镜的位置。射影不正 如光学投影上的刻度偏上或偏下，可移动一次反射镜的角度来调整。射影明晰性 如光学投影上的射影不清晰或重线，可调放大镜的距离。折叠(4)调感量用重心螺丝调感量。重心螺丝向上移动时感量增大。重心螺丝向下移动时 感量减小。没有一定经验的人，不要随意自行调整感量。(5)调秤盘当电子分析天平停止使用时，秤盘应正好与下面的托盘轻微接触，如托 盘太高或太低，可将托盘拨下，调整托盘螺丝的长短使其摩擦适度。注意事项( 1 )天平室要保持高度清洁，清扫天平室时，只能用带潮气的布擦拭，决不能用湿透的拖把拖地。潮湿物品切勿带入室内，以免增加湿度。( 2 )应随时清洁天平外部，至少一周清洁一次。一般可用软毛刷，绒布或麂皮拂去天平 上的灰尘， 清洁时注意不得用手直接接触天平零件， 以免水分遗留在零件上引起金属氧化和 量变。因此应戴细纱手套或极薄的胶皮手套，并顺其金属光面条纹进行，以免零件光洁度受 损。为避免有害物质的存留，在每次称量完毕后，应立即清洁底坐。横梁上之玛瑙刀口的工 作棱边应保持高度清洁，常使用麂皮顺其棱边前后滑动，用慢速清洁，中刀承和边刀垫之玛 瑙平面及各部之玛瑙轴承也用麂皮清洁。阻尼器的壁上可用软毛刷和麂皮清洁后，再用 20 30 倍放大镜观察是否仍有细小物质的存在。( 3 )在电子分析天平和砝码附近应放有该天平和砝码实差的检定合格证书，以便衡量时获得准确 的必要数据。( 4 )天平玻璃框内需放防潮剂，最好用变色硅胶，并注意更换。( 5 )搬动电子分析天平时一定要卸下横梁、吊耳和秤盘。远距离搬动还要包装好。箱外应标志方 向和易损符号，并注有精密仪器切勿倒置等字样。一、电子天平以其操作简单、称量准确可靠等优点,迅速在工业生产、科研、贸易等方面得到广泛应用。但因电子天平的计量性能经过一段时间的使用后可能发生变化,国家规定对其性能应进行定期检定。检定电子天平的依据文件是JJG98-90非自动天平检定规程(以下称JJG98-90),本文结合具体工作实践,对电子天平的检定过程作一些说明。二、两点说明1.应明确的两个概念在电子天平的检定工作中,首先应明确实际分度值d和检定分度值e两个概念和它们之间的关系,根据No76-1国际建议中的定义,电子天平的实际分度值是指相邻两个示值之差,它表示电子天平的读数能力;而检定分度值则是用于天平(包括机械天平)的分级和检定的,并以质量单位表示的值。它们之间存在下述关系:de10d。2.应重视的两步操作电子天平的生产厂家、型号众多,操作方法各异,但操作使用任何一台电子天平时都应注意以下两点:首先应将电子天平调整至水平状态,并按规定时间进行预热,然后再对其进行校准(可选择外校或内校方式),以消除不同使用地点重力加速度的不同对其称量结果的影响。这一过程是正确检定(包括使用)电子天平所必须的,否则难以保证检定(或称量)结果的准确性。三、电子天平的检定JJG98-90中指出评定电子天平的计量性能的指标有8项,其中对使用中的电子天平的周期检定主要是前4项:鉴别力和灵敏度、最大允许误差、重复性和偏载的检定。下面分别对它们作一些说明:1.灵敏度和鉴别力的检定根据No76-1国际建议中的说明,灵敏度是指对于一个给定的重量变化(m),衡器的指示值相应能发生的示值变化(L)。而鉴别力则是表征衡器对微小载荷的反应能力,也即要引起衡器示值有一个可发觉的变化需要添加的重量是多少。对电子天平来说,鉴别力是一个有意义的概念,而灵敏度则没有实际意义,因此检定员不要因为规程中将二者列在一起说明而产生误解。对使用中的电子天平鉴别力的检定,通常允许作简化处理,即选择在空载或全载时处于平衡状态的天平上,用质量为1.4d的小砝码,轻缓地加放在天平上或从其上拿下,此时原来的天平示值应有变化(具体过程见JJG98-90中表15)。一般来说,使用中的电子天平的鉴别力不会有问题,所以规程中指出:对于d1mg或e2d的电子天平,允许免检其鉴别力。2.各载荷点的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,它与电子天平的准确度等级和称量有关(详见JJG98-90第8页表8),其目的是判定电子天平的示值误差是否在规定的范围内。通常,示值误差(E)由下式来确定:E=I-I0,I为天平指示值,I0为标准砝码的标称值。对电子天平来说,这样计算示值误差是不够严密的。我们知道,电子天平是数字显示方式,其示值的变化不是连续的,而是以阶跃形式进行。这样,当天平的实际示值处于相邻两个数字之间时,实际示值总是按一定的数字化整方式,以某一相邻数字显示出来,因此,电子天平的数字显示值除含有实际模拟示值外,还包含着数字化整误差。在对电子天平进行检定时,应当剔除这个数字化整误差,找到实际模拟示值,以准确确定电子天平的示值误差。在实际检定中,常采用附加小砝码寻求数字转换点,来进行凑整计算的方法,其过程是:对某一检定点用相应的标准砝码L加载,此时天平显示值为I,然后将e/10值的附加小砝码Z逐个增加至L时,显示数字增加一个字或在相邻两个示值间转换跳动。此时即可知数字化整误差为(e/2-L),而实际模拟值为(I+e/2-L);由此得到该检定点的示值误差E=(I+e/2-L)-L,这就是JJG98-90中检定电子天平示值误差的计算公式。JJG98-90中同时指出:对e5d的电子天平允许不作数字化整误差的修正,下面以两个具体实例作比较说明:(实例略)3.重复性检定重复性是描述电子天平在相同的测量条件下,对同一载荷多次称量结果之间的差值,是衡量电子天平称量结果能否达到一致的能力。重复性检定应在空载和加载状态下进行,其检定过程及数据处理方法按JJG98-90第45页表18进行。对e5d的电子天平同样允许省略数字化整误差的修正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。4.偏载检验偏载检验又称四角误差检验,它是通过将载荷放置在称盘上不同的位置来检验天平提供一致结果的能力。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载荷,具体内容和方法参见JJG98-90中第55页说明。调整天平(1)调水平使用电子分析天平前位两个底脚螺丝调正水准器。气泡在水准器正中央即为水平。(2)调零点即使微量标尺上的 0 点与游标(光屏)刻线完全重合。较大的零点调整 可移动横梁上左右平衡螺丝的位置。较小的零点调整 即微量标尺 0 点与游标(光屏)刻线相距 3 格以内，可转动底板下面 的拨杆(3)调光射影颜色 若灯光射影显示骚扰的颜色，明暗不一，可转动和移动聚光镜的位置。射影不正 如光学投影上的刻度偏上或偏下，可移动一次反射镜的角度来调整。射影明晰性 如光学投影上的射影不清晰或重线，可调放大镜的距离。(4)调感量用重心螺丝调感量。重心螺丝向上移动时感量增大。重心螺丝向下移动时 感量减小。没有一定经验的人，不要随意自行调整感量。(5)调秤盘当电子分析天平停止使用时，秤盘应正好与下面的托盘轻微接触，如托 盘太高或太低，可将托盘拨下，调整托盘螺丝的长短使其摩擦适度。注意事项( 1 )天平室要保持高度清洁，清扫天平室时，只能用带潮气的布擦拭，决不能用湿透的拖把拖地。潮湿物品切勿带入室内，以免增加湿度。( 2 )应随时清洁天平外部，至少一周清洁一次。一般可用软毛刷，绒布或麂皮拂去天平 上的灰尘， 清洁时注意不得用手直接接触天平零件， 以免水分遗留在零件上引起金属氧化和 量变。因此应戴细纱手套或极薄的胶皮手套，并顺其金属光面条纹进行，以免零件光洁度受 损。为避免有害物质的存留，在每次称量完毕后，应立即清洁