电子天平的使用校验及维护

摘要：电子天平具有操作简便、称量速度快、精确度高等优点，已广泛应用于各个领域，如何正确的使用与维护电子天平也成为人们关注的焦点。本文简要的介绍了电子天平的正确使用方法并介绍了如何维护和保养。

关键词：电子天平 使用方法 校验维护

天平是进行质量量值传递必备的计量器具，质量量值传递是否精准主要取决于天平的准确性和可靠性。电子天平虽然体积小，但功能齐全，而且显示快速清晰，称量精准，它由自动校准装置、超载保护等装置和自动检测系统组成。目前，质量量值传递、科学检测、产品化验与分析等工作都离不开电子天平。用电磁力平衡称量物体重力的天平是电子天平。根据称量精度的不同，电子天平一般分为精密电子天平、分析天平、常量电子天平、半微量天平、微量天平、超微量电子天平。电子天平基于电磁平衡原理设计而成，它由一个磁钢、一个连着秤盘的线圈、一个位移传感器以及电流控制电路和放大器组成。

1 电子天平的选购

1.1 由于某些国家采用相对精度来衡量天平，因此在选择电子天平时，要根据精度等级选择绝对精度（分度值 e）符合称量要求的电子天平。例如，选购精度为0.1mg 或0.01mg的天平时，说要精度是万分之一或十万分之一的天平是不正确的。再如，将质量为7mg的物体放在1台检定标尺分度值e是10mg、实际标尺分度值是1mg、最大称量是200g的电子天平上进行称量，得到的称量数据必然与实际量值之间存在误差。按照JJG98-90《非自动天平试行检定规程》，最大允许误差与检定标尺分度值e认定为同一数量级，则这台天平的最大允许误差就是1e，因此，这台天平不适宜称量7mg的物体。即使选择15mg的物体，也会因称量结果存在较大的误差而无法得出精准的结果，应改用更高级的天平。为方便用户选择，一些生产厂家在产品出厂时会规定出精度等级或最小称量的范围。

1.2 称量范围的要求。选择电子天平时，除了要考虑精度等级，还要看其最大称量范围。最大称量范围并不是越大越好，一般情况下只要将常用载荷稍稍放宽一些即可。

2 电子天平的校准

任何电子天平若不经校准就直接称量，最终的称量结果不一定是准确的。使用前先按使用说明调整电子天平的称量精度，用与准确度相对应的砝码校准准确度不相同的天平。测试时，由于天平长时间未校准，第一次称量的结果往往存在很大的误差。因此，第一次称量时，天平归零只能说明其稳定性良好，称量结果还是与实际精度存在一定差距。电子天平的校准步骤分为内校和外校。

2.1 内校步骤：①天平先预热2h～3h。②将天平调整至天水平状态。③称盘上有称量物品时天平显示归零。④按下CAL键，电子天平显示器显示“C”，即开始进行内部校准。⑤内校完毕后电子天平会显示零位。如校准过程有误，显示器会显示“Err”，显示时间很短，操作员应将天平归零重新内校。

2.2 电子天平的外校步骤：①天平至少预热30min。②将天平调整至水平状态。③没有称量物品时天平归零。④按下CAL键开启天平的校准功能。⑤天平的显示器上显示出重量值。⑥在天平称盘上放上符合按精度等级选择的标准砝码。⑦若电子天平的显示值不变说明外校完成，此时取出标准砝码。⑧显示器显示零值，即可开始称量。

校正时，电子天平显示器如果短时间内闪过“Err”，说明校准过程有误，操作员应将其归零后重新校准。需要注意的是，用天平称量物体时得出的是物体的质量，即质量m=ΦIL/g，而用电子天平称量物体时称量结果就是物体的重量，即mg=ΦIL。因此，用电子天平称量样品质量时，重力加速度和天平本身的精确度会影响称量结果。设C=ΦL/g，则m=ΦIL/g可以转换为m=CI。“C”与天平所处位置的线圈长度、重力加速度和磁通量有关，它的变化与天平所处的位置以及使用环境之间存在密切的联系。假设在某处的天平充分预热后，短时间内“C”为常数，用已知重量的标准砝码校准后，等同于求得C值并进行存储，称量样品时天平自动调用。为确保每次称量的最终结果与实际量值之间的误差最小，如果条件允许，可在每次称量前校准一次。此外，无论天平的位置是否移动，也要定期校准天平的称量精度。如果对精准度要求较高，可重复校准。

2.3 除以上两个步骤外，有学者认为质量越大的物体（但不超出天平的承重能力）对天平的损害越大。这种观点其实是没有科学依据的。一般衡器最大安全载荷是在其承受范围内、不会永久改变其计量性能。电子天平通过其内部的补偿电路产生的电磁力来称量物体，我们在称量时，在施加给秤盘的荷载不要超过天平的承重范围就不会损坏天平。称量过程中，将物体放在秤盘上，与物体重力相同的电磁力会使秤盘回复至平衡状态。只要物体的重量不超出天平的承重范围，物体的重量几乎不影响天平的称量效果。此外，手的温度可能会干扰称量的精准度，称量时应尽量避免人为因素的干扰。有的样品具有吸湿性和挥发性，称量时为防止其干扰称量结果，应将其置于密闭容器中称量，或缩短称量时间。因此，要获得准确的称量数据，应当在适宜的环境下，采用正确的称量方式称量，并且要养成良好的操作习惯，注意保持电子天平水平。

3 电子天平的检定

3.1 鉴别力的检定：先在天平盘上放置相当于检定载荷（可采用空载或全载）示值L的砝码（其中包含10个d/10 的小砝码），逐一取下小砝码，当显示值为L-d时放上一个小砝码，然后在称盘上放上m=1.4d的砝码，显示器所显示的数值变为L+d。电子天平的鉴别力通常没有问题，因此允许用m=1.4d的小砝码试一下。根据操作规程，e>2d或d≤1mg的电子天平可免检其鉴别力。

3.2 各载荷点最大允许误差的检定。电子天平的最大允许误差即天平的线性误差。天平的精准度和称量过程会影响线性误差值，目的是判定天平的示值误差是否在规定范围之内。检定时，要根据规程要求选择检定点，并参照被检电子天平的e、d之间的关系决定能否通过附加小砝码寻求数字转换点的方式来确定每个检定点的实际模拟值，以确定其示值误差。

3.3 天平重复性误差的检定与计算。重复性是检测电子天平是否能提供同一结果的能力，即在同一外部环境中使用同一荷载，用电子天平称量数次所得称量结果之间的差值。在天平加载和空载的状态下对其重复性进行测试，参照电子天平的准确度确定测定频次，根据非自动天平检验流程进行检定并处理相关数据。如果电子天平的分度值e大于等于5d，可通过天平示值与砝码质量之间的差值直接计算出重复性误差值，可省略用附加小砝码寻求数字转换点凑整进行计算的步骤。可通过标准偏差法、极差法来评定重复性误差，其中极差法的应用较为普遍。

3.4 偏载检验（四角误差检验）。所采用的检验荷载不同，进行偏载检验测得的数据也不尽相同。因此，究竟采用满载还是1/3FS应根据使用要求而定。除此之外，非自动天平检验规定要求：最大值-最小值=标准天平四角误差，而非标准天平则是每个点修正后的示值误差中的最大值，但规程允许用各点示值与中心点的示值之差的最大值作为四角误差来简化检定程序。现场操作时要结合实际情况灵活操作。

4 电子天平的维护

4.1 把天平放在平稳的工作台上，防止其受阳光照射或在气流的影响下振动，同时避免其受腐蚀性气体的侵蚀。按使用说明的要求，精度高的电子天平的温湿度波动的条件必须达到标准，才能确保称量的精准度。

4.2 具有腐蚀性和挥发性的物体将置于密闭的容器中称量，以防电子天平被腐蚀。

4.3 定期校准电子天平的称量精度，确保称量数据准确无误。

4.4 禁止超载，所称量物体的质量不得超出天平的最大称量范围。无论电子天平内是否设有保护装置，超载都是不允许的。

4.5 天平搁置一段时间后，为防止电子元器件受潮，每过一段时间就要通电一次。需要移动电子天平时，先取下秤盘和托盘再移动。

4.6 严禁在称量室内放置干燥剂。干燥剂具有吸水和放水功能，会加速室内气流流动，使空气浮力发生变化，影响称量的准确度。

4.7 清洁时切忌用强溶剂擦洗，正确的做法是用软布轻轻擦拭外壳和秤盘。

参考文献：

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[3]朱媛媛.电子天平校准程序对称量准确度的影响[J].衡器，2010（02）.