电子天平计量检定问题及改进方案

上传:hczyd 2022-08-26 11:20:24 版权声明 举报文章

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【摘要】电子天平是物品称重过程中常用的设备,被应用于多个领域,如贸易结算、科研、生产等,因此其称量结果的准确性尤为重要,需要定期对其计量检定,以确保量值准确可靠。由于电子天平的特性,其计量检定结果受环境、人为等因素的影响,容易在检定过程中发生偏差。为提高电子天平最终计量检定结果的精确性,本文分析了存在于电子天平检定中的主要问题,针对这些检定问题提出改进方案,为电子天平的检定质量和检定效率提供充分保障。

【关键词】电子天平;检定问题;改进方案

电子天平是利用电磁力原理进行有效计量的称重工具,和传统的称重设备相比,电子天平的精准度更高、显示速度更快、反馈更直接,因此得到广泛应用,逐渐成为当前各项经营生产业务中的主要称重设备。但同时,电子天平更易受外界因素影响,发生计算偏差问题的概率也比一般称重设备大。为了避免这些偏差现象的发生,应当对电子天平的计量检定工作给予充分的重视,最大限度减少电子天平在使用中的检定问题发生概率,才能保证检定工作的平稳推进。

1电子天平检定的主要问题

1.1环境问题

环境是较常引发电子天平称重偏差的因素之一,如环境温度不稳定会导致电子天平在称重期间发生数值偏差。温度变化会带来热胀冷缩,这会使电子天平内部各精密部件之间间隙发生改变,这些改变会被灵敏的天平记录下来,进而影响读数的准确性。另外电子天平的构成部件中有一个关键部件叫做电磁力平衡式传感器,它的主要作用是为电子天平定位平衡点,而这个平衡式传感器受环境温度的影响较大,这是因为它是依靠电磁力来实现自身的定位功能发挥,在电子天平内部,电磁力是由流经线圈中和物体质量为正比的电流在永久磁钢中生成的,其大小和磁钢磁通及流经线圈中电流呈正比,当电子天平使用时,内部温度升高,磁通量降低,电流减少,最终电磁力的大小也会失衡,导致无法定位平衡点,结果就是让电子天平发生数值偏差问题。除温度因素外,另一个比较常见的影响因素是灰尘,灰尘会借助缝隙、进气口等飘入到电子天平内部,如果不加清理,灰尘会在天平内部结团,影响电子天平的运作。积灰问题的影响表现在多个方面,如果天平内部的灰尘过多,会导致天平散热性能变差,长期处于高温状态,影响到设备的使用寿命,并且,结团灰尘会附带上大量的静电,过多的灰尘会让静电无法泄流,让天平出现各类故障,如显示屏不显示数据、按钮按下后无反应等,如若是砝码附着灰尘,那么还会增加电子天平的变动性,进一步放大误差问题。另外环境中的气流、振动、湿度等等也都会对电子天平的使用和检定造成影响。

1.2人为问题

计量检定人员个人的能力、操作方式、工作状态也会对电子天平最终检定结果准确性带来影响。人为问题体现在两方面,其一是操作方法的不当。在检定过程中,由于计量检定人员对电子天平检定方法理解不够,未做好检定前的准备,检定中操作方法不当以及取值的不同,都会造成误差的出现,从而影响电子天平计量检定的结果,出现检定结果失准等现象。其二是计量检定人员的个人状态。在长期的工作过程中,计量检定人员容易发生视觉疲劳,进而影响到读数问题,造成数值误差,且重复性的工作还会影响到计量检定人员的工作情绪,让计量检定人员出现厌倦、反感的心理状态,导致在电子计量检定时出现专注度下降、注意力不集中一类的问题,最终产生误差,因此在计量检定时,计量检定人员需要调整自己的情绪状态,学会集中个人精力,防止误差的发生。

2电子天平计量检定改进方案分析

2.1营造良好的运行环境

电子天平是精密电子测量仪器,其构造复杂、灵敏、技术密度高,对环境条件比较敏感,有一定的环境要求,因此必须保证电子天平的运行环境符合其正常运行,否则就非常容易因为工作运行环境不良,而发生设备故障,为此要为电子天平营造良好的运行环境,就要排除环境因素可能对设备运行造成的影响。一般来说,应当对电子天平运行环境中的温度、湿度进行控制,检定电子天平应在稳定的环境温度下进行,电子天平所在场地的室温最好维持在18℃~26℃间,温度波动控制在0.5℃/h内,相对湿度控制在55%-75%之间,电子天平摆放的台面应无明显振动,无明显气流经过,不要摆放在空调出风口这样位置,再者是控制好环境中的灰尘、微粒等,电子天平运行活动的周围,不能存在其他的杂物。

2.2做好检定前的准备工作

(1)检定电子天平最主要的标准器具是砝码,因此为了不影响检定结果的准确性,要注意砝码的选择标准。配备的一组标准砝码,其扩展不确定度(k=2)不得大于被检电子天平在该载荷下最大允许误差绝对值的1/3,标准砝码的磁性不得超过相应要求,并且这组标准砝码的量程能够覆盖到被检电子天平的最大称量范围。(2)控制好检定环境条件,并将选择的标准砝码与被检电子天平放一起进行等温,电子天平应放置在平整稳固的台面上,调整好电子天平的水平。(3)对天平预热、校准和预加载,这三个很容易被检定员忽略,但这三个步骤不做,有很大可能会使检定结果不准确。预热是指在开展检定工作前对电子天平做通电预热处理,前面也提到了温度对电子天平的影响,电子天平的关键部件平衡式传感器,其温度来源除了环境温度外,还有元件发热产生的温度,这也会使电子天平内部温度升高,失去平衡,只有通过充分的预热,使磁钢达到热平衡,内部线路电磁变化趋于稳定后,电子天平才能重新达到平衡。在利用电子天平置零功能,使电子天平显示回零,此时电子天平才处于可使用状态,因此检定前要对电子天平充分的预热。完成预热后对电子天平进行一次校准,电子天平的型号不同,其校准方式也会不同,检定员依照电子天平型号选择对应的校准方式才能取得最理想的校准结果,为后续的检定工作做好准备。预加载是对电子天平进行短暂加压和卸压操作,这是因为电子天平在长时间不使用后,其内部传感器是处于休眠状态,金属簧片也停止了工作,此时的电子天平性能处于不稳定状态,示值稳定性不好,回零不好,这样就容易导致称重结果的失准,所以需要通过预加载,让电子天平内部传感器脱离休眠状态,簧片重新恢复工作状态,最终实现测量值的稳定,确保测量结果的准确与合理。

2.3规范检定方法

电子天平会因为砝码放置的位置不同,而产生偏载误差,所以需要进行偏载误差检定。偏载误差检定的试验载荷选择1/3最大称量的砝码,优选个数少的砝码(如果是多个砝码,放置时应均匀分布在测量区域内),按照前、后、左、右的顺序依次将砝码放到对应的测量区域内检测,记录每个位置的示值,计算示值误差,载荷在不同位置的示值误差须满足相应载荷最大允许误差的要求。重复性检定是为了保证测量结果的一致性,试验载荷选取80%-100%最大称量的单个砝码,将试验载荷在同一位置多次测量(测量次数不少6次),根据测量结果来计算差值(示值误差的最大值减最小值),差值不得大于该载荷下最大允许误差的绝对值,才能证明电子天平具有足够的稳定性,可以投入使用。示值误差检定以空载为起始点,逐渐加载至最大的称量,达到最大量程后逐渐卸载,直到秤盘归零,试验载荷必须包含空载、最小称量、最大允许误差转换点所对应的载荷、最大称量这几个载荷点,对于首次检定的天平,测量点数不得少于10点,对于后续检定或使用中检验的天平,测量点数可适当减少,但不少于6点。在加载和卸载中,检定人员要将所有载荷点的示值记录,然后进行计算示值误差,各载荷点的示值误差不得超过相应载荷的最大允许误差。按上述方法检定,还要注意:(1)在电子天平计量检定中,检定分度值e非常关键,因为电子天平的最大允许误差和准确度级别都是根据检定分度值e来确定的,因此,检定开始就要确定检定分度值e,一般在电子天平铭牌上会标出e,检定员在外观检查时可记录。(2)偏载误差和示值误差检定中计算的示值误差是对零点修正后的修正误差(零点误差为零点或零点附近的误差)。(3)检定员在对电子天平示值读数时都要等天平稳定后读取,以免因读数问题而引入误差。

3结束语

综上所述,要减少电子天平在检定过程中的误差发生几率,就要结合检定问题的发生原因制定科学合理的方案,为电子天平的使用创造满足要求的环境条件,降低环境因素对测量过程和结果的影响,加强对检定人员的培训,促进检定人员个人能力和心理素质的提高,减少人为因素引发的检定问题,提升检定结果的精确性。

参考文献

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作者:黄桂华 单位:三明市计量所