电子天平日常维护与外部校准不确定度评定

郭磊 

河北华科质检技术服务有限公司 河北衡水 053000

摘  要：详细介绍了电子天平的正确使用和日常维护方法，并用E2等级砝码对十万分之一的电子天平进行校准，通过对测量结果的示值误差进行不确定度分析评定，确定了不确定度分量的来源及数值大小，为电子天平的日常维护与校准工作提供了一定的参考依据。

关键词:电子天平；使用；维护；校准；不确定度。

中图分类号：TH715         文献标识码：A          doi：

电子天平广泛应用于各大院校实验室、药品研发、橡胶塑料制造等领域，随着电子天平的广泛应用，越来越有必要就电子天平的使用、校准数据不确定度的评定做详细解读，为行业内使用电子天平或者做校准计量工作的同行提供参考。

一、电子天平的日常维护
    由于电子天平使用的普遍性，在此只针对日常使用中容易被忽视，但会对电子天平称量准确度影响较大的几点做出重点说明:

1、电子天平应放置于干燥通风的环境，内部电子元件精密且灵敏，防止其受潮影响电子天平的准确度及寿命。

2、使用前必须达到说明书预热要求，让内部电子元件预热充分，从而保证准确度；校准前应该用标准砝码多次加载，避免天平长时间不用而处于休眠状态；读书时，根据天平屏幕显示达到稳定后在读数。

3、称样时严禁洒落样品，尤其是具有腐蚀性或挥发性的样品，此类样品应密闭储存称量。

4、为了保证电子天平处于最佳工作状态，经常对电子天平外壳、风罩、秤盘等进行清理，一般用清洁绸布沾少许乙醇轻擦，千万不能用强溶剂擦拭；制定自校外校计划，严格按规定自外校准。

5、电子天平防风罩内个人认为不要放置干燥剂，以免改变内外部环境，还会造成内部电子元件干燥起静电从而影响准确度。

6、电子天平避免长期不使用时切断电源放置，由于电子天平是高精密电子设备，只关闭电源键即可。

二、不确定度评定

1、概述

（1）测量依据：依据JJG1036-2008 《电子天平检定规程》。

（2）环境条件：温度为20℃，校准过程中温度波动<0.5℃/h，湿度为60%RH。

（3）测量标准：E₂等级无磁砝码，测量范围：1mg~200g。

（4）被测量对象：梅特勒十万分之一电子天平，最大秤量Max=82g，最小称量Min=1mg，实际分度值为d=0.01mg。

（5）测量过程：采用直接测量法，标准砝码与电子天平示值之差为电子天平示值误差。2. 测量模型

式中：—电子天平的示值误差；—电子天平示值；—标准砝码标称值。

3. 各输入量的标准不确定度分量的评定

（1）重复性引入得不确定度

采用A类方法评定，依据JJG1036-2008 《电子天平检定规程》，一级电子天平0≤m≤5g时，最大允许误差=±0.05mg；5g<m≤20g时，最大允许误差=±0.10mg；m>20g时，最大允许误差=±0.15mg。此文只选取两个拐点5g，20g作为校准点，意在说明问题。在重复性条件下测量10次，记录数据如下表所示。

（注：5g砝码的折算质量修正值为0.024mg，20g砝码的折算质量修正值为0.014mg）

由测量结果求得的平均值为：5g时==4.999974g，20g时==19.999983g。

根据贝塞尔公式，计算求得：测量点为5g时，s=0.006mg，测量点为20g时s=0.007mg。

实测中，在重复性条件下连续测量6次，以6次测量的算数平均值为测量结果，则根据公式计算求得，测量点为5g时，测量点为20g时。

（2）分辨力引入得不确定度

采用B类方法评定，电子天平的分度值d=0.01mg，估读的置信区间为d/2，均匀分布取k=。

则：

（3）天平偏载引入的不确定度分量

根据原始记录求得偏载误差=0.02mg，信区间取d/2，均匀分布取k=。

则=0.006mg

（4）砝码引入的不确定度分量

以砝码为标准所以分量主要来源于砝码的测量精度，采用B类方法评定，由JJG 99-2006《砝码检定规程》可知砝码的扩展不确定度,故取，均匀分布取。

则：测量点为5g时， ，测量点为20g时，

（5）环境影响引入的不确定度

电子天平由于环境温湿度及外界振动等条件变化引起的示值变动一般不大于0.5d，d=0.01mg，此处取最大影响值，均匀分布取。

则：=0.003mg

4. 合成标准不确定度及扩展不确定度的评定

（1）合成不确定度评定

输入量之间彼此独立不相关，则根据公式计算求得合成不确定度求得测量点为5g时，，测量点为20g时，

（2） 扩展不确定度的评定

取包含因子，则根据公式 计算扩展不确定度U为：

测量点为5g，mg,测量点为20g，mg

5. 测量不确定度的报告与评定

此次测量结果的示值误差不确定度mg，。

6、称量结果误差来源分析

（1）环境：如温湿度、振动、磁场、气压、光线强度等都会引起天平灵敏度的飘移，从而引起测量结果的误差，因此测量过程中严控操作条件，尽量把环境影响降到最小。

（2）浮力：空气浮力会对砝码产生影响，称量时会引起测量结果示值偏小。

三、结语

通过介绍电子天平的正确使用及日常维护方法，有效提高了电子天平的测量精度和使用寿命；通过对测量结果示值误差的不确定度评定及误差来源分析，对电子天平的校准工作提供了参考，有效解决评定校准过程中遇到的瓶颈问题。

参考文献：

[1]JJG1036-2008，电子天平检定规程[S].

[2]JJG99-2006，砝码检定规程[S].

[3]JJF1059-1999，测量不确定度评定与表示[S].