砝码检定误差来源的分析

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　　摘要：砝码作为质量量值传递的标准量具。在实验室的具体检定过程中，存在着诸多的误差因素。本文详细分析了影响砝码检定准确度的装置误差、环境误差、人员误差、方法误差等。并阐述了消除或减少这些误差的具体方法，希望对砝码计量检定工作的准确性提供帮助。
　　关键词：砝码检定误差因素准确度具体方法
　　
　　在实验室的量值传递中，砝码属于一种结构简单、稳定性强的实体量具。但正因为其这种特点，所以，在具体的操作中，却往往容易被忽视影响检定结果的诸多因素的防范。造成检定结果的偏差。例如：配套的天平没有被检定或检定结果超差仍使用；温湿度、清洁度、磁性等环境因素没有被考虑，都会引起检定结果偏差大，对工业生产或科研工作带来不可预策的影响。这就要求我们砝码计量检定员熟练掌握砝码的检定规程和操作规范。并严格按照检定规程进行操作。认真分析排查引起检定误差的原因，及时消除检定中的误差因素。
　　为了提高检定准确度，减少测量误差，达到准确计量的目的。针对砝码检定过程中可能出现的一系列情况，作者根据自己多年砝码检定工作的经验和查询的相关资料，从装置误差、环境误差、人员误差、方法误差四个大的方面入手，详细介绍了造成砝码检定误差的因素及对策。
　　一装置误差对砝码检定的影响
　　装置误差指计量器具及其附件本身机构上不够完善，或者安装、调整不得当所引起的误差。对计量检定工作，采用的计量标准器具所提供的标准量值不是绝对准确，它随时间和随空间位置变化时也不是绝对稳定，存在着误差。计量标准装置的配套设备及附件也会引起误差，这些误差就是所谓的计量标准误差，会传递给被检定的计量器具。对于砝码检定工作来说，引起装置误差的因素主要是检定所用标准砝码的准确性问题和检定时所用天平的计量性能可靠问题。
　　针对F2等级砝码的检定来说，在检定前，首先应确定所使用的F1等级标准砝码是否有具备检定资质的计量技术机构的检定合格证书及证书是否在有效期内；是否一直在妥善使用或保管并认真查看其仪器使用记录表格，对仪器使用状况做到胸有成竹。另外，所配套的机械天平一般为（TG328A/B、TG332A型）或相对应的万分之一和十万分之一的电子天平(推荐赛多利斯天平公司或梅特勒.托利多天平公司)。机械天平的标尺分度值、天平的不等臂性误差、天平的示值误差和电子天平的偏载误差、重复性、示值误差都会对砝码检定结果的准确性带来较大的影响，所以，查看所用天平是否具有有效期内的检定证书，并在砝码检定前，再次详细的对所用天平的主要参数进行检定或自检，达到减少或消除装置误差的目的
　　二环境误差的影响
　　实验室是进行校准或检测的实体，其环境条件直接影响到检测的有效性及计量准确度。实验室环境条件一般有以下几种控制指标：温度、湿度、气压、振动、清洁度、磁性等。使用或检定计量器具时，环境因素差异引起的误差，往往成为新误差的重要来源。
　　2.1温度变化对砝码检定的影响
　　温度是表征物体冷热程度的物理量，是国际单位制七个基本物理量之一。自然界中任何物理、化学过程都与温度紧密相关。如力学实验室应控制在20℃±（2-5）℃，波动度为0.5。温度偏差越大，造成的误差越大，所以，要保证测量精度，首先要控制温度及波动度。另外，随着温度升高，会造成电子天平的零点漂移，从而带来测量误差。温度影响砝码检定结果是多方面的，除间接空气密度的变化和物体表面吸咐水蒸汽外，还会引起天平平衡点变化和不等臂误差。温度的变化同天平的臂长成正比，因此温度变化引起横梁伸缩，必然会引起天平灵敏度的提高或降低，其变化的程度因横梁的材料而异。天平单方向受热，对检定影响特别的严重，如操作者的手，台灯或附近放有加热的仪器，还有天平本身的光学系统照明灯等都有可能使天平单方向受热，影响天平的衡量结果。天平的平衡点，即使温度变化均匀，也会移动。因为天平的横梁是由性质不同的材料制成的，而且，横梁的重心和支点的相互位置保持平衡。所以，这些位置因温度的变化而变化就以平衡点的移动表现出来。横梁的重心位置通常不受温度的变化而移动的，但问题是在于刀座使刀子产生变形，导致支点相对与重心位置发生变化，影响天平的衡量偏差，从而给砝码检定结果带来误差。下面就如何消除温度变化对砝码检定的不利影响来做一下介绍。
　　首先，天平、砝码室内应配置中央空调和分度值不大于0.1℃的温度计，并按检定周期对该温度计进行检定。检定室内的天平和砝码应尽量避免阳光直接照射，天平室内一般都安装深色的窗帘。砝码的检定应在稳定的环境状况下，砝码的温度接近室温。对于E1等级和E2等级砝码，实验室温度应在18℃-25℃.环境条件应满足衡量仪器的要求。
　　2.2湿度变化对砝码检定的影响
　　湿度是空气潮湿程度的指标，它反应了空气中水蒸汽的含量。湿度分绝对湿度和相对湿度。实验室一般用相对湿度来表示空气潮湿程度。
　　相对湿度反映了绝对湿度接近饱和绝对湿度的程度，相对湿度越大，空气越潮湿，反之越干燥。空气湿度越高会使某些非金属材料尺寸发生变化、金属材料发生锈蚀、光学仪器发霉等。金属材料发生锈蚀的主要原因是空气中的SO2、H2S等引起的氧化反应。这种反应在水溶液中比在干燥状态下快好多倍。在空气中进行质量衡量，这个问题就无法避免。放在空气中的砝码，它的表面要吸咐一定厚度的水分子层，空气中水蒸汽的分子有一部分吸咐在砝码表面上，形成“水膜”水膜的厚度与砝码表面特性，环境温差有相当大的关系，并且，水膜质量将影响砝码质量的准确计量。另外，电子天平的绝缘材料吸咐了一定数量的潮气后，会使某些电气性能发生变化，如绝缘电阻下降，泄漏电流增加，电容量增大，介质损耗角增大，从而给使用人员带来安全隐患，严重的会危急生命。
　　为了消除湿度变化对砝码检定的不利影响，我们需要在实验室内配置分度值不低于5%的干湿度计。并按检定周期对该湿度计进行检定。在砝码的存放过程中湿度的上限是至关重要的。如果湿度超过了检定规程的要求，则要采取增大风流量或抽湿等办法，等环境符合规定后再检定。
　　温度和湿度对试验结果的影响往往是结合在一起进行的，在相同湿度下，温度越高绝缘受潮速度就越快，温度40℃受潮速度大约为20℃的2-5倍。而55℃则大约为20℃下的15倍。从而可知，温湿度对检定的影响较大，因此，在检定工作中一定要按照标准进行。
　　2.3磁性的影响
　　关于磁性问题。历来在制造和使用中都很注意，作为标准用的天平和砝码都要求用非磁性材料制造。测量过程中磁力会产生负面的影响，这是由于这种力在质量测量中无法与重力相区别。磁力可以引起两个质量标准之间的相互作用，也可以引起质量标准或测量中使用的衡量仪器与周围相近的其它磁性物体之间的相互作用。在进行折算质量定之前，应测定质量标准的磁性（永久磁化强度和磁化率）。以确保磁作用可以忽略。磁性检定不合格的砝码，不得进行折算质量的检定。
　　铝制砝码的磁化率和永久磁化强度不用测量，因为，其被认为是无磁的。对于小砝码<2g或低准确度等级砝码（F1等级砝码及其以下，<20g）可参照材料生产厂给出的材料磁性参数。
　　磁场源在生活中比比皆是。如大型的化工设备，特别是电磁式设备具有的磁场很强，对砝码的检定会产生很大的影响。所以，在检定时，应注意远离磁场源和大电流经过的导体。
　　2.4砝码的清洁
　　在砝码的检定前，必须进行砝码的清洁。清洁过程不能去除任何一块砝码材料。砝码在抓取和存储时都必须保持清洁。清洁时不得改变砝码的表面特性（如：划伤砝码）。如砝码上有相当的灰尘，可用干净的无水乙醇清洁砝码或局部。带有调整腔的砝码不得浸入溶液中，以免液体浸入腔体。

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