電子天平講義

1、電子天平講義一、本規(guī)程與JJG98-1990的比較計(jì)量性能要求本檢定規(guī)程JJG98-1990適用范圍電子天平通用天平和標(biāo)準(zhǔn)天平（包括電子天平）天平的分類無要求分為標(biāo)準(zhǔn)天平和工作用天平最小秤量根據(jù)準(zhǔn)確度等級確定最小秤量無要求鑒別力和靈敏度的檢定無要求對于檢定分度值等于和大于1mg的天平可以測定鑒別力偏載誤差檢定示值誤差應(yīng)對零點(diǎn)修正 不用對零點(diǎn)進(jìn)行修正重復(fù)性檢定1.試驗(yàn)載荷可以用（80%100%）Max的單個(gè)砝碼進(jìn)行檢定；2.每次加載前可置零。1.試驗(yàn)載荷為Max；2.分別對加載和空載平衡位置進(jìn)行讀數(shù)。示值誤差檢定1.試驗(yàn)載荷點(diǎn)：零點(diǎn)、最小秤量、接近最大允許誤差轉(zhuǎn)變點(diǎn)、最大秤量；2.示值誤差應(yīng)對零

2、點(diǎn)修正。試驗(yàn)載荷點(diǎn)：零點(diǎn)、接近最大允許誤差轉(zhuǎn)變點(diǎn)、最大秤量。二、對規(guī)程的解釋1.適用范圍 本規(guī)程適用于電子天平（以下簡稱天平）的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗(yàn)。 首次檢定是指對從未檢定過的天平所進(jìn)行的一種檢定。 后續(xù)檢定包括：強(qiáng)制性周期檢定；修理后的檢定；周期檢定有效期內(nèi)的檢定，不論是由用戶提出請求，或由于某種原因使有效期內(nèi)的封印失效而進(jìn)行的檢定。 使用中檢驗(yàn)是指為檢查衡器的檢定標(biāo)記或檢定證書是否有效、保護(hù)標(biāo)記是否損壞、檢定后衡器是否遭到明顯改動，以及其誤差是否超過使用中最大允許誤差所進(jìn)行的一種檢查。 通常我們的檢定應(yīng)執(zhí)行首次檢定或后續(xù)檢定。 本規(guī)程規(guī)定天平應(yīng)增加最小秤量的標(biāo)記。2.概述 通過

3、作用于物體上的重力來確定該物體質(zhì)量，并采用數(shù)字指示輸出結(jié)果的計(jì)量器具。用于砝碼質(zhì)量量值傳遞、物體質(zhì)量測量、體積測量及磁性測量等。也可以用于確定與質(zhì)量相關(guān)的其他量值、數(shù)量、參數(shù)或特性。3、計(jì)量性能要求3.1實(shí)際分度值（d） 指相鄰兩個(gè)示值之差。3.2檢定分度值（e） 用于劃分天平級別與進(jìn)行計(jì)量檢定的，以質(zhì)量單位表示的值。檢定分度值e由生產(chǎn)廠根據(jù)表1的要求選定。3.2.1檢定分度值e可取下列形式： 1×10k或2×10k或5×10k 其中k為正整數(shù)、負(fù)整數(shù)或零。 檢定分度值只能以1、2、5為基數(shù)，不能以3、4、6、7、8、9為基數(shù)。 如：e=6kg是錯誤的。3.2.2

4、檢定分度值e由下式規(guī)定：de10d在一般情況下，檢定分度值e還應(yīng)服從e=10k kg，其中k為正整數(shù)、負(fù)整數(shù)或零。 通常e=10d、e=5d、e=2d、e=d，e=d幾種情況。3.3檢定分度數(shù)（n） 最大秤量與檢定分度值之比， 。3.4準(zhǔn)確度級別3.4.1天平按照檢定分度值e和檢定分度數(shù)n，劃分成下列四個(gè)準(zhǔn)確度級別： 特種準(zhǔn)確度級 符號為 高準(zhǔn)確度級 符號為 中準(zhǔn)確度級 符號為 普通準(zhǔn)確度級 符號為 本規(guī)程取消了標(biāo)準(zhǔn)天平、工作用天平的分類。3.4.2天平準(zhǔn)確度級別與e、n的關(guān)系見表1。 表1 天平準(zhǔn)確度級別與e、n的關(guān)系準(zhǔn)確度級別檢定分度值e檢定分度數(shù)最小秤量最小最大特種準(zhǔn)確度級1ge1mg可

5、小于5×104不限制100e1mge5×104100d高準(zhǔn)確度級1mge50mg1×1021×10520d0.1ge5×1031×10550d中準(zhǔn)確度級0.1ge2g1×1021×10420d5ge5×1021×10420d普通準(zhǔn)確度級5ge1×1021×10310d 本規(guī)程增加了對最小秤量的要求，如表1最后一列。除e1mg的 級天平外，其余對用d計(jì)算最小秤量。 例如：一臺電子天平，d=1mg，e=10mg，Max=210g，計(jì)算最小秤量。 該天平為 級天平，而1mge50m

6、g，所以該天平的最小秤量Min=20d=20mg。3.4.3具有單一量程范圍的天平，在整個(gè)稱量范圍內(nèi)的最大秤量所對應(yīng)的檢定分度數(shù)n由下式給出：確定天平的準(zhǔn)確度等級，例如：一臺天平，d=1mg，e=10mg，Max=210g，由公式 ，查表1，5×103n1×105所以該天平為 級天平。3.4.4多范圍：有兩個(gè)或多個(gè)稱量范圍，具有不同最大秤量和不同實(shí)際分度值，每一個(gè)稱量范圍均可從零到相應(yīng)的最大秤量。具有多范圍的天平，在每一個(gè)獨(dú)立稱量范圍內(nèi)的最大秤量Maxi所對應(yīng)的檢定分度數(shù)ni由下式給出： (i每個(gè)獨(dú)立稱量范圍的序號)3.4.4.1檢定分度值應(yīng)符合ei+1ei（i=1，2），

7、并標(biāo)明相應(yīng)的Min、n、Max。3.4.4.2當(dāng)滿足不同的準(zhǔn)確的級別要求時(shí)，應(yīng)按照較嚴(yán)格的要求定級。但可在天平檢定證書內(nèi)頁格式的檢定結(jié)論中，標(biāo)示出其他量程的稱量范圍及準(zhǔn)確度級別。 多范圍天平是指雙量程天平或三量程天平多量程的天平。例如：一臺雙量程天平：Max1=40g e1=0.1mg，Min1=10mg n1=4×105Max2=120g e2=1mg，Min2=10mg n1=1.2×1053.4.5多分度：只有一個(gè)稱量范圍，按不同實(shí)際分度值分為幾個(gè)局部稱量范圍。局部稱量范圍是根據(jù)所加載荷的增減自動確定的。具有多分度的天平，在每一局部稱量范圍內(nèi)的最大秤量Maxi所對應(yīng)的

8、檢定分度數(shù)ni由下式給出：(i局部稱量范圍的序號) 3.4.5.1檢定分度值應(yīng)符合 ei+1ei（i=1，2）。3.4.5.2最小秤量Mini=Maxi-1多分度天平是指變量程天平常說的變量程天平。例如：一臺多分度值天平：Max=15kge1=1g （02）kg n1=2000e2=2g （25）kg n2=2500e3=10g （515）kg n3=15003.4.5.3根據(jù)天平的準(zhǔn)確度等級，除最后一個(gè)局部稱量范圍外，應(yīng)符合表2的要求。 表2準(zhǔn)確度級別 級 級級級5×1045×1035×102503.5最大允許誤差（MPE） 加載或卸載時(shí)的最大允許誤差見表3。表

9、3最大允許誤差最大允許誤差載荷m（以檢定分度值e表示）級級級級±0.5e0m5×1040m5×1030m5×1020m50±1.0e5×104m2×1055×103m2×1045×102m2×10350m2×102±1.5e2×105m2×104m1×1052×103m1×1042×102m1×103 任何一次單次測量結(jié)果的誤差，均不應(yīng)超過相應(yīng)載荷的最大允許誤差。3.5.1偏載誤差：同一載荷下不同

10、位置的示值誤差，均應(yīng)符合相應(yīng)載荷最大允許誤差的要求。3.5.2重復(fù)性：同一載荷多次稱量結(jié)果間的差值，不得超過相應(yīng)載荷最大允許誤差的絕對值。3.5.3加載或卸載時(shí)各載荷點(diǎn)的示值誤差不得超過相應(yīng)載荷最大允許誤差的要求。3.5.4當(dāng)實(shí)際分度值d大于1/5檢定分度值e時(shí)，應(yīng)先確定天平修約前的示值，消除任何包含在數(shù)字示值中的化整誤差，方法如下： 式中：P修約前的示值；I天平的示值；L附加砝碼值。式中：E化整前的示值誤差；L載荷值。Ec=E-E0式中：Ec化整前的修正誤差；E0零點(diǎn)或零點(diǎn)附近的誤差。 當(dāng)d1/5e時(shí)，即e5d（e=d，e=2d）時(shí)，應(yīng)對天平進(jìn)行修約。例如：一臺電子天平，d=5g，e=10g

11、，Max=2000g，加放1000g的砝碼，示值為1000g，逐一加放1g的小砝碼逐一加放0.1e小砝碼（0.5g）,當(dāng)加至1g時(shí)，示值由1000g變成1005g，附加小砝碼為8g，代人上述公式：P=（1000+1/2×10-8）=997g化整前的誤差為：E=-3g零點(diǎn)誤差E0=+1g，則Ec=E-E0=-3-1=-4g3.5.5天平使用中檢驗(yàn)的最大允許誤差應(yīng)是首次檢定時(shí)最大允許誤差的兩倍。4.通用技術(shù)要求4.1外觀要求天平必須具備下列標(biāo)記：制造廠名稱或商標(biāo)、產(chǎn)品名稱、準(zhǔn)確度級別、型式批準(zhǔn)標(biāo)記、制造計(jì)量器具許可證標(biāo)記、最大秤量、最小秤量、實(shí)際分度值、檢定分度值、出廠編號、出廠日期等。

12、適當(dāng)時(shí)必備的標(biāo)記：電源電壓、電源頻率、在滿足正常工作要求時(shí)的特殊溫度界限、由若干獨(dú)立但又相互關(guān)聯(lián)的模塊組成的天平，每一模塊均應(yīng)有識別標(biāo)記。4.1置零裝置4.1.1天平可以有一個(gè)或多個(gè)置零裝置。4.1.2置零裝置的效果不得改變天平的最大秤量；4.1.3初始置零裝置的效果不應(yīng)超過20%最大秤量。4.2零點(diǎn)跟蹤裝置 天平應(yīng)具有零點(diǎn)跟蹤裝置，零點(diǎn)跟蹤裝置在出廠時(shí)默認(rèn)為開啟狀態(tài)；置零裝置和零點(diǎn)跟蹤裝置的總效果，不得超過最大秤量的4%。 通常出廠設(shè)置零點(diǎn)跟蹤為4d5d，一般用10d擺脫零點(diǎn)跟蹤最好別說這么具體。4.3去皮裝置 天平可以有一個(gè)或多個(gè)去皮裝置。4.3.1去皮裝置應(yīng)能保證準(zhǔn)確置零，從而進(jìn)行凈重衡

13、量；4.3.2去皮裝置不得在零點(diǎn)以下或最大秤量以上使用。5計(jì)量器具控制5.1檢定標(biāo)準(zhǔn)5.1.1砝碼 應(yīng)配備一組標(biāo)準(zhǔn)砝碼，其擴(kuò)展不確定度（k=2）不得大于被檢天平在該載荷下最大允許誤差絕對值的1/3，該標(biāo)準(zhǔn)砝碼的磁性不得超過相應(yīng)要求。 實(shí)際分度值（d）標(biāo)準(zhǔn)砝碼等級1gE2等級0.01mgE2等級0.1mgE2等級、F1等級1mgE2等級、F1等級、F2等級1mgE2等級、F1等級、F2等級 舉例說明：一臺天平，d=1mg，e=10mg，Max=200g 天平在200g載荷處，最大允許誤差絕對值為1.0e， 由砝碼規(guī)程可知，F(xiàn)2等級200g砝碼的擴(kuò)展不確定度U=1.0mg ，所以F2等級以上砝碼均

14、可以使用。5.1.2其他有關(guān)測量用的器具a） 分度值不大于0.2的溫度計(jì)；b） 相對準(zhǔn)確度不低于5%的干濕度計(jì)；c） 非常規(guī)檢查時(shí)所用的有關(guān)儀器設(shè)備。5.2溫度要求1） 法定溫度界限如果在操作說明書中沒有指定特殊的工作溫度，則天平應(yīng)在-10+40的溫度條件下正常工作，其計(jì)量性能不得超過表3的有關(guān)規(guī)定。2） 特殊溫度界限如果操作說明書中指定了特殊的工作溫度界限，則天平應(yīng)在下述溫度界限內(nèi)保持其計(jì)量性能。界限的范圍至少應(yīng)等于：對于 級天平為5；對于 級天平為15；對于 級、 級天平為30。5.2.1檢定環(huán)境條件5.2.1.1溫度條件 檢定應(yīng)在穩(wěn)定的環(huán)境溫度下進(jìn)行，除特殊情況外，一般為室內(nèi)溫度。穩(wěn)定的

15、環(huán)境條件是指：在檢定期間所記錄的最大溫差，不超過天平溫度范圍的1/5，并且對于 級天平不大于1，對于 、 、 級天平不大于5。5.2.1.2濕度條件 對于 級天平相對濕度不大于80%，對于 、 、 級天平不大于85%。5.2.1.3其他影響量 振動、大氣中水汽凝結(jié)和氣流級磁場等其他影響量不得對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。5.2.1.4天平和砝碼應(yīng)盡量避免陽光直接照射。5.2.2檢定前的準(zhǔn)備5.2.2.1將天平放置在一平整、穩(wěn)固的平臺或平板上； 放置天平的平臺應(yīng)為平整的大理石臺面或者是厚實(shí)的平板，天平下面不要鋪墊膠皮板，因?yàn)檫@樣會對天平產(chǎn)生磁性，影響天平的示值準(zhǔn)確性。5.2.2.2將天平調(diào)整到水平位置；

16、將水平泡調(diào)整到中央位置。5.2.2.3接通電源，天平預(yù)熱，達(dá)到平衡、穩(wěn)定； 預(yù)熱時(shí)間一般為30min以上。5.2.2.4校準(zhǔn)天平；5.2.2.5進(jìn)行一次預(yù)加載。5.3檢定項(xiàng)目 天平的檢定項(xiàng)目為外觀檢查、偏載誤差、重復(fù)性、示值誤差。使用中檢驗(yàn)不用進(jìn)行外觀檢查。5.3.1偏載誤差 載荷在不同位置的示值誤差必須滿足相應(yīng)載荷最大允許誤差的要求。 試驗(yàn)載荷選擇1/3（最大秤量+最大加法除皮效果）的砝碼。優(yōu)選個(gè)數(shù)較少的砝碼，如果不是單個(gè)砝碼，允許砝碼疊放使用。單個(gè)砝碼應(yīng)放置在測量區(qū)域的中心位置，若使用多個(gè)砝碼，應(yīng)均勻分布在測量區(qū)域內(nèi)。 1 2 5 4 31 2 54 31 2 54 3按秤盤的表面積，將秤

17、盤劃分為四個(gè)區(qū)域，下圖為天平偏載誤差檢定位置示意圖。EcMPE，示值誤差應(yīng)是對零點(diǎn)修正后的修正誤差。本規(guī)程與原規(guī)程不同，在對偏載測試時(shí)應(yīng)對在每個(gè)位置對零點(diǎn)進(jìn)行修正。例如：E0=-0.5g，E=0.5g，則Ec=E-E0=0.5-（-0.5）=1.0g5.3.2天平的重復(fù)性相同載荷多次測量結(jié)果的差值不得大于該載荷點(diǎn)下最大允許誤差的絕對值。5.3.2.1如果天平具有自動置零或零點(diǎn)跟蹤裝置，應(yīng)處于工作狀態(tài)。5.3.2.2試驗(yàn)載荷應(yīng)選擇80%100%最大秤量的單個(gè)砝碼，測試次數(shù)不少于6次。 在做重復(fù)性檢定時(shí)，試驗(yàn)載荷可以選取接近80%100%最大秤量的單個(gè)砝碼測試，如：Max=210g，重復(fù)性測試可以

18、選取200g測試。5.3.2.3測量中每次加載前可置零。 重復(fù)性檢定時(shí)不用記錄零點(diǎn)示值，每次加載前可將天平置零，這與原規(guī)程不一樣。5.3.2.4天平的重復(fù)性等于Emax-Emin，式中Emax為加載時(shí)天平示值誤差的最大值；為-Emin加載時(shí)天平示值誤差的最小值，Emax-EminMPE。5.3.3示值誤差 各載荷點(diǎn)的示值誤差不得超過該天平在該載荷時(shí)的最大允許誤差。5.3.3.1測試時(shí)，載荷應(yīng)從零載荷開始，逐漸地往上加載，直至加到天平的最大秤量，然后逐漸的卸下載荷，直到零載荷為止。5.3.3.2試驗(yàn)載荷必須包括下述載荷點(diǎn)：空載、最小秤量、最大允許誤差轉(zhuǎn)換點(diǎn)所對應(yīng)的載荷（或接近最大允許誤差轉(zhuǎn)變點(diǎn)）

19、、最大秤量。例如：一臺電子天平，d=0.1mg，e=1mg，Max=210g； 試驗(yàn)載荷必須包括：1mg，10mg，50g，200g，210g這幾個(gè)載荷點(diǎn)。5.3.3.3無論加載或卸載，應(yīng)保證有足夠的測量點(diǎn)數(shù)，對應(yīng)首次檢定的天平，測量點(diǎn)數(shù)不得少于10點(diǎn)；對于后續(xù)檢定或使用中檢驗(yàn)的天平，測量點(diǎn)數(shù)可以適當(dāng)減少，但不得少于6點(diǎn)。 EcMPE，示值誤差應(yīng)是對零點(diǎn)修正后的修正誤差。5.3.4檢定結(jié)果的處理 按本規(guī)程要求檢定合格的天平發(fā)給檢定證書，檢定不合格的天平發(fā)給檢定結(jié)果通知書，并注明不合格項(xiàng)目。5.3.5檢定周期 天平的檢定周期一般不超過1年。附錄A電子天平檢定原始記錄 送檢單位：山東科興生物制品有

20、限公司 地址: 章丘 證書編號：F04-20082717制造廠上海天平儀器廠最大/小秤量200g/10mg實(shí)際分度值d0.1mg 溫度 ：22.0型號規(guī)格FA2004天平器號153檢定分度值e1mg 濕度：49%RH設(shè)備編號/準(zhǔn)確度等級外觀檢查合格標(biāo)準(zhǔn)砝碼E2等級砝碼標(biāo)準(zhǔn)砝碼證書編號F03-20080246F03-20080245有效期至 2009年7月30日測量范圍1mg500g標(biāo)準(zhǔn)砝碼編號255不確定度或準(zhǔn)確度等級或最大允許誤差U=（0.010.27）mgU=（0.0020.008）mg檢定依據(jù)JJG1036-2008電子天平檢定日期2008年8月27日有效期至2009年8月26日一、偏載

21、誤差 E = I + e/2 L L， EC = E E0 (*)位置試驗(yàn)載荷L(g)示值 I(g)附加砝碼L(g)誤差E(g)修正誤差Ec(g)最大允許誤差(e)注1(*)0.00100.00100.0000/1 2 54 3 1 2 5 4 31 2 54 3199.999899.9992-0.0006-0.0006±1.02(*)0.00100.00100.0000/299.999899.99980.00000.0000±1.03(*)0.00100.00100.0000/399.999899.99980.00000.0000±1.04(*)0.00100.

22、00100.0000/499.999899.99980.00000.0000±1.05(*)0.00100.00100.0000/599.999899.99980.00000.0000±1.0二、重復(fù)性 L=200.0000 , E = I + e/2 L L序號示值 I(g)附加砝碼L(g)化整前示值P（g）誤差E（g）最大允許誤差（e）1200.00000.0000±1.02199.9998-0.0002±1.03199.9998-0.0002±1.04199.9999-0.0001±1.05199.9999-0.0001±1.06199.9996-0.0004±1.078910三、示值誤差 E = I + e/2 L L， EC = E E0 (*)序號試驗(yàn)載荷L（g）示值I（g）附加砝碼L（g）誤差E（g）修正誤差Ec（g）最大允許誤差（e）1(*)0.00100.00100.0010(*)0.00000.0000/0.0000±0.5此處應(yīng)加正負(fù)號，否則這臺天平就不合格。20.01000.01000.01000.00000.00000.00000.0000±0.5320.000020.000020.00000.00000.00000.00000.00