在用电子天平的检定与计算
时间：2011-03-18 阅读：4022
1 对规程有关方面的理解
关于各载荷点的凑整前实际指示值和示值误差的计算
通常，示值误差E由下式来确定：E＝L－Lo，L为天平指示值；Lo为标准砝码的标称值。但对电子天平来说，这样计算示值误差是不科学的。因为，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（即在＋d／2～－d／2）范围内），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，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
关于灵敏度和鉴别力
鉴别力亦称分辨力、灵敏性，它与机械衡器中的灵敏度是*不同的概念。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。它对电子天平来说是没有实际意义的。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，鉴别力才是一个有意义的概念。
关于实际分度值d和检定分度值e
2 在用电子天平的检定与计算
JJG98-90中指出，在用电子天平的检定主要包括以下内容：鉴别力和灵敏度的检定；zui大允许误差的检定；重复性的检定；偏载检验。下面分别对它们作简要说明：
2.1 鉴别力的检定
前面说过，对电子天平只有鉴别力是有意义的，因而不存在灵敏度的检定问题。对鉴别力的检定，比较严谨的方法是：先将相当于检定载荷（规程指出载荷选用空载、全载或二者中一种）示值L的砝码加在天平盘上（其中有10个d／10的小砝码），然后逐个取下d／10的小砝码至显示值变为L－d时，再加上一个d／10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L＋d。但在一般情况下，在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小砝码试一下即可，其过程、方法如田淑英同志在文中所述。对于d≤1 mg或e＞2d的电子天平，规程中说明允许免检其鉴别力。
2.2 各载荷点zui大允许误差的检定
电子天平的zui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（具体数值参见JJG98-90第8页表8），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，除按规程要求选取检定点外，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一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。下面以两个具体实例对这一问题作比较说明：
例1：今有一电子天平，zui大称量为6100 g,d＝100 mg，e＝10 d，对其zui大允许误差的检定和数据计算处理如表1。
表1 g
| 载荷L | 指示值I | 示值误差 | zui大允 | ||
| ↓ | ↑ | ↓ | ↑ | ||
| 0.0 | 0.0 | －0.2 | 0.0 | －0.2 | ±1 |
| 200.0 | 200.0 | 199.8 | 0.0 | －0.2 | |
| 1000.0 | 999.9 | 999.8 | －0.1 | －0.2 | |
| 3000.0 | 2999.7 | 2999.7 | －0.3 | －0.3 | |
| 5000.0 | 5000.0 | 5000.1 | 0.0 | 0.1 | |
| 6000.0 | 6000.3 | 6000.2 | 0.3 | 0.2 | ±2 |
| 6100.0 | 6100.2 | 6100.3 | 0.2 |
0.3 | |
从表1中可看出，各被检点示值误差均在允许误差范围内，故该电子天平的各点示值误差合格。
例2：今有一电子天平，zui大称量为20 kg，e＝d＝0.1 g，对其zui大允许误差的检定和数据计算处理如表2。
表2 g
| 载荷L | 指示值I | 添加载荷△L | 凑整前实际指示值 | 示值误差 | zui大允 | ||||
| ↓ | ↑ | ↓ | ↑ | ↓ | ↑ | ↓ | ↑ | ||
| 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.06 | 0.05 | －0.01 | 0.00 | －0.01 | 0.00 | ±0.1 |
| 1000.0 | 1000.0 | 1000.0 | 0.04 | 0.04 | 1000.01 | 1000.01 | 0.01 | 0.01 | |
| 5000.1 | 5000.1 | 5000.1 | 0.06 | 0.06 | 5000.09 | 5000.09 | －0.01 | －0.01 | |
| 10000.0 | 10000.0 | 10000.1 | 0.04 | 0.04 | 10000.01 | 10000.11 | 0.01 | 0.11 | ±0.2 |
| 15000.0 | 15000.2 | 15000.2 | 0.04 | 0.05 | 15000.21 | 15000.20 | 0.11 | 0.10 | |
| 20000.0 | 20000.1 | 20000.1 | 0.05 | 0.06 | 20000.10 | 20000.09 | 0.10 |
0.09 | |
从表2中可看出，各被检点示值误差均在允许误差范围内，故该电子天平各点的示值误差合格。（示值误差按数据修约规则进行了处理）
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，同一载荷多次称量结果之间的差值，是衡量电子天平能否提供一致结果的能力。JJG98-90中规定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JJG98-90第45页表18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1／3 FS作为检验载荷，因为不同的检验载荷zui终检验结果是不同的。同时JJG98-90要求：标准天平四角误差等于zui大值与zui小值之差；而非标准天平等于各点修正后的示值误差中的zui大者，但规程允许用各点的示值与中心点的示值之差的zui大者作为四角误差来简化检定程序。在实际检定工作中，检定人员可根据实际情况灵活操作，这里不作详细论述。