电子天平盲点与常见检定校准方法

　　摘要：电子天平是称量物体质量最普遍、最重要的计量器具，具有使用方便、准确度高等优点。文章从最小称量值如何界定、简单易操作的水平调节、不可小瞧的温度“杀手”三个方面简要阐述电子天平使用过程中的几个盲点，并对常见电子天平检定校准方法进行探讨。

　　电子天平是称量物体质量最普遍、最重要的计量器具，其种类繁多、原理不一。其中，应用最普遍的是电磁平衡式电子天平，其具有使用方便、准确度高、快捷清晰、读数方便等优点。本文旨在探讨电子天平使用过程中的几个盲点，并对常见电子天平检定校准方法进行介绍。

　　1　电子天平主要盲点

　　1.1　最小称量值如何界定

　　最小称量值是否是天平的实际分度值呢？答案是否定的。实际分度值通常用符号“d”表示，代表天平的最小读数精度或者最小读数刻度，通俗地讲就是天平读数的最后一位。那么这个最小称量值是多少呢？对于千分之一的电子天平， d=0.001g；对于万分之一的电子天平，d=0.0001g。这个值是固定不变的。电子天平的最小称量值却是可变的，它是根据需要人为规定的，那么这个值是如何规定的？最小称量值与电子天平的实际分度值有什么关系？

　　回答这个问题之前，需要了解另一个概念——电子天平的检定分度值，通常用符号“e”表示，顾名思义就是检定时用的分度值，一般情况下应取以下形式：1×10k 或2×10k 或5×10k。其中，k 为正整数、负整数或零，《中华人民共和国国家计量检定规程JJG 1036—2008 电子天平》中规定 d ≤ e ≤ 10d。

　　电子天平的最小称量值与检定分度值也有相对固定的关系。根据《中华人民共和国国家计量检定规程JJG 1036— 2008 电子天平》规定，对于特种准确度等级Ⅰ级的电子天平最小称量值为100e，高准确度等级Ⅱ级的电子天平最小称量值为20e 或50e，中准确度等级Ⅲ级电子天平最小称量值为 20e，普通准确度等级Ⅳ级电子天平最小称量值为10e。

　　1.2　简单易操作的水平调节

　　电子天平作为国际上普遍采用的一种高精度称重仪器，具有很多优点，对操作者的要求也非常严格，调水平就是其中之一。为了减少称量误差，更准确地称量样本，使用电子天平前必须进行调水平的步骤。《中华人民共和国国家计量检定规程JJG 1036—2008 电子天平》中也明确规定，电子天平应安装有水平指示器，并且水平指示器应牢固安装在操作者明显易见的位置。在电子天平前部或者后部有一个透明状圆形水平泡，轻轻挪动天平时水泡会发生偏移，这就是水平指示器。

　　操作者首先将电子天平放置在平整且稳固的平台或者平板上，然后进行水平调节。水平调节步骤可以简单概括为“两步走”。

　　第一步：把水泡调到水平泡的中心附近，也就是调整天平的倾斜度。单独旋转一个左边或右边的调平水平调脚，顺时针旋转水平调脚会慢慢升高，逆时针旋转水平调脚会慢慢降低。如果水泡向中心移动，则说明该调节水平调脚位置偏高，正在调低，继续慢慢同方向旋转此水平调脚，将进入中心附近，第一步调节完毕；如果水泡向偏离中心的方向移动，则说明此水平调脚正在调高，应及时向反方向旋转此水平调脚，让该水平调脚位置慢慢调低，此时水泡将慢慢进入中心附近，第一步倾斜度调节完毕。

　　第二步：确保水泡在中心附近，同时旋转两个调节水平调脚，让水泡慢慢进入中心。两手要同时旋转前部或后部的两个调平水平调脚，并且要保证两手幅度尽量一致，即都是顺时针或逆时针，这样才能保证天平的倾斜度不发生变化，让水泡始终在中心附近移动，最终慢慢进入中心，第二步调节完毕。如果两手幅度不一致，水泡将偏离中心附近，一旦发生偏离，天平的倾斜度调节就被破坏，则需要从第一步重新开始调节。

　　有些电子天平是四个调节水平调脚，有些电子天平是两个调节水平调脚，不管属于哪种电子天平，调水平的原理都是一致的，只是四个水平调脚比两个水平调脚使用起来更加灵活方便。

　　1.3　不可小瞧的温度“杀手”

　　电子天平是一种非常精密的称重仪器，外界环境的影响不容忽视，天平的读数会随着外界环境的变化而变化，温度就是不可小瞧的无形“杀手”，必须高度重视。一般情况下，天平准确度等级越高，对外界温度的要求就越苛刻。

　　《中华人民共和国国家计量检定规程JJG 1036—2008 电子天平》中对电子天平的检定温度也有详细说明，电子天平检定的法定温度界限是-10℃～ 40℃，其特殊温度界限为：Ⅰ级天平为5℃，Ⅱ级天平为15℃，Ⅲ级和Ⅳ级天平为 30℃，此温度界限范围内应能保证天平的计量性能稳定。

　　外界温度变化会导致各个零部件热胀冷缩，进而导致电子天平传感器的性能发生改变，从而被灵敏的天平传感器记录下来，影响读数。天平操作者应严格控制温度，尽量在规定的范围内进行各项操作。如果没有指定特殊工作温度，一般天平的检定温度应控制在-10℃～ 40℃，方能保证电子天平的计量性能稳定。

　　要减少温度对称量结果的影响，首先，使用前让天平在使用环境中通电预热一定的时间，尽量预热1 小时以上；其次，电子天平操作者一定要配备一个标准砝码，在天平称量之前用来校准天平能进一步减小误差，尽量保证称量结果更加准确。

　　2　常见检定校准方法

　　2.1　校准的重要性

　　严格来说每个地方的重力加速度是不一样的，所以在使用电子天平前必须校准，这样才能尽量减小示值误差和测量不确定度，还能有效保证称量的可靠性和准确性。通过校准，能够检测天平的工作性能是否稳定，同时可以有效避免物料浪费、返工、数据不准、产品出现质量问题等，定期校准并严格按照国家规程要求申请周期检定是降低相关风险的最佳办法。

　　2.2　检定方法

　　按照最新的国家强制检定计量器具目录，电子天平不再属于强制检定计量器具，但是为了确保称量数据更加准确，周期检定还是必不可少的。电子天平使用者可以咨询当地市场监督管理部门的分管领导，按照当地工作要求，申请有检定资质的技术机构进行计量检定。这是企业对自身产品质量负责的一种表现，也是坚定不移建设质量强国、提高质量效益和核心竞争力的有力举措。

　　2.3　校准方法

　　操作者在使用电子天平前，一定要按照作业指导书的要求对天平进行预热、调水平，再进行校准。为了保证测量结果的准确性，这些步骤都不能忽略。此时应注意，电子天平校准前应查看零点是否稳定，零点稳定后再进行手动校准。因为衡量一台天平是否合格，要综合考虑它的各项计量性能指标是否符合标准要求。尤其是对于存放时间较长或者位置发生变化的天平，在使用之前更要进行校准操作。

　　除了外校准，有些电子天平系统内自带校准装置，也可进行内校准，如德国生产的赛多利斯、瑞士生产的梅特勒、我国生产的“JA”等系列。以瑞士的梅特勒系列电子天平为例说明内校准方法：首先，天平要置零点；其次，持续按住 “CAL”键直到“CAL int”出现为止，松手等待自校准装置进行自校准，当天平显示器显示零点时内校准完毕。

　　还有一些天平是需要外校准的，需要配备合适的标准砝码，下面举例说明天平如何进行外校准。以国内最好电子天平生产厂沈阳龙腾的“JD”系列天平为例：首先，天平应处于水平状态，预热1 小时，在空载的状态下开启天平，查看零点是否稳定合格；其次，按下“CAL”键，天平显示“CAL 0” 表示此时进入校准状态；然后，按下“TARE”键，天平显示“CAL F”，此时把天平最大称量的外校砝码轻轻放到秤盘中心，再按下“TARE”键，天平显示“CAL END”，大约等待2 秒钟，此时天平会显示最大称量值；最后，取走外校砝码，此时天平显示零点，表示此次外部校准结束。

　　总之，不管何种型号的电子天平，天平操作者只要仔细阅读使用说明书，按照内、外校准流程进行校准即可。如果在校准过程中出现“CAL Err”或“Err”或“Time out”等字样，表示系统出现错误，此时应该重新进行校准，或者重启天平进行上述流程。

　　此外，还应注意外校砝码的选择，准确度等级越高的天平需要的校准砝码等级越高，这样校准的数据才会更准确。例如，十万分之一和万分之一电子天平应该选用E1 等级或 E2 等级标准砝码进行校准，千分之一电子天平应该选用E2 等级或F1 等级标准砝码进行校准，其他等级电子天平可以按照砝码等级以此类推。

　　3　结语

　　电子天平是国内外使用最普遍的高精度称重器具，是精准计量的保证，是产品质量的保障，更是建设质量强国的前提。未来社会离不开科技创新，科技创新离不开精准量值，计量可谓是探索未来世界的一把钥匙。计量人必须从自身做起，量好每一组数据，多多学习，让盲点变成知识点，严格按照工作要求，学习新方法，不断提高业务水平。

　　（作者单位：无棣县检验检测中心）

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