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(wú)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(jí)確定最小秤量無(wú)要求鑒別力和靈敏度的檢定無(wú)要求對(duì)于檢定分度值等于和大于1mg的天平可以測(cè)定鑒別力偏載誤差檢定示值誤差應(yīng)對(duì)零點(diǎn)修正 不用對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(jiǎn)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(duì)從未檢定過(guò)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(qǐng)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(dòng)，以及其誤差是否超過(guò)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(guò)

3、作用于物體上的重力來(lái)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(cè)量、體積測(cè)量及磁性測(cè)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(jí)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： 110k或210k或510k 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(cuò)誤的。3.2.2檢定分度值e由下式規(guī)定：de10d在

4、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(jí)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(jí)別： 特種準(zhǔn)確度級(jí) 符號(hào)為 高準(zhǔn)確度級(jí) 符號(hào)為 中準(zhǔn)確度級(jí) 符號(hào)為 普通準(zhǔn)確度級(jí) 符號(hào)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(jí)別與e、n的關(guān)系見(jiàn)表1。 表1 天平準(zhǔn)確度級(jí)別與e、n的關(guān)系準(zhǔn)確度級(jí)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(jí)1ge1mg可小于5104不限制100e1mge5

5、104100d高準(zhǔn)確度級(jí)1mge50mg1102110520d0.1ge5103110550d中準(zhǔn)確度級(jí)0.1ge2g1102110420d5ge5102110420d普通準(zhǔn)確度級(jí)5ge1102110310d 本規(guī)程增加了對(duì)最小秤量的要求，如表1最后一列。除e1mg的 級(jí)天平外，其余對(duì)用d計(jì)算最小秤量。 例如：一臺(tái)電子天平，d=1mg，e=10mg，Max=210g，計(jì)算最小秤量。 該天平為 級(jí)天平，而1mge50mg，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(duì)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(jí)，例如：一臺(tái)天平，

6、d=1mg，e=10mg，Max=210g，由公式 ，查表1，5103n1105所以該天平為 級(jí)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(duì)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(hào))3.4.4.1檢定分度值應(yīng)符合ei+1ei（i=1，2），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(jí)別要求時(shí)，應(yīng)按照較嚴(yán)格的要求定級(jí)。但可在天平檢定證書內(nèi)頁(yè)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(jí)別。 多范圍天平是指雙量程天平

7、或三量程天平多量程的天平。例如：一臺(tái)雙量程天平：Max1=40g e1=0.1mg，Min1=10mg n1=4105Max2=120g e2=1mg，Min2=10mg n1=1.21053.4.5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(dòng)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(duì)應(yīng)的檢定分度數(shù)ni由下式給出：(i局部稱量范圍的序號(hào)) 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(shuō)的變量程天平。例如：一臺(tái)多分度值天平：Max

8、=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(jí)，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(jí)別 級(jí) 級(jí)級(jí)級(jí)510451035102503.5最大允許誤差（MPE） 加載或卸載時(shí)的最大允許誤差見(jiàn)表3。表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(jí)級(jí)級(jí)級(jí)0.5e0m51040m51030m51020m501.0e5104m21055103m21045102m210350m21021.5e2105m2104m11052103m11042102m1103

9、任何一次單次測(cè)量結(jié)果的誤差，均不應(yīng)超過(guò)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(guò)相應(yīng)載荷最大允許誤差的絕對(duì)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(guò)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)d1/5

10、e時(shí)，即e5d（e=d，e=2d）時(shí)，應(yīng)對(duì)天平進(jìn)行修約。例如：一臺(tái)電子天平，d=5g，e=10g，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+1/210-8）=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(jí)別、型式批準(zhǔn)標(biāo)記、制造計(jì)

11、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(hào)、出廠日期等。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(shí)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(guò)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(kāi)啟狀態(tài)；置零裝置和零點(diǎn)跟蹤裝置的總效果，不得超過(guò)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(shuō)這么具體。4.3去皮裝

12、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(duì)值的1/3，該標(biāo)準(zhǔn)砝碼的磁性不得超過(guò)相應(yīng)要求。 實(shí)際分度值（d）標(biāo)準(zhǔn)砝碼等級(jí)1gE2等級(jí)0.01mgE2等級(jí)0.1mgE2等級(jí)、F1等級(jí)1mgE2等級(jí)、F1等級(jí)、F2等級(jí)1mgE2等級(jí)、F1等級(jí)、F2等級(jí) 舉例說(shuō)明：一臺(tái)天平，d=1mg，e=10mg，Max=200g 天平在200g載荷處，最大允許誤差絕對(duì)值為1.0e， 由砝碼

13、規(guī)程可知，F(xiàn)2等級(jí)200g砝碼的擴(kuò)展不確定度U=1.0mg ，所以F2等級(jí)以上砝碼均可以使用。5.1.2其他有關(guān)測(cè)量用的器具a） 分度值不大于0.2的溫度計(jì)；b） 相對(duì)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(shuō)明書中沒(méi)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(guò)表3的有關(guān)規(guī)定。2） 特殊溫度界限如果操作說(shuō)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(duì)于 級(jí)天平為5；對(duì)于 級(jí)天平為15；對(duì)于 級(jí)、 級(jí)天平為30。5.2.1檢定環(huán)境條件5.2

14、.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)定的環(huán)境條件是指：在檢定期間所記錄的最大溫差，不超過(guò)天平溫度范圍的1/5，并且對(duì)于 級(jí)天平不大于1，對(duì)于 、 、 級(jí)天平不大于5。5.2.1.2濕度條件 對(duì)于 級(jí)天平相對(duì)濕度不大于80%，對(duì)于 、 、 級(jí)天平不大于85%。5.2.1.3其他影響量 振動(dòng)、大氣中水汽凝結(jié)和氣流級(jí)磁場(chǎng)等其他影響量不得對(duì)測(cè)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(yáng)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(tái)或平板上； 放置天平的平臺(tái)應(yīng)為平整的大理石臺(tái)面或者是厚實(shí)的平板，天平下面不要鋪墊膠皮板，因

15、為這樣會(huì)對(duì)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； 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(cè)量區(qū)域的中心位置，若使用多個(gè)砝碼，應(yīng)均勻分布在

16、測(cè)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(duì)零點(diǎn)修正后的修正誤差。本規(guī)程與原規(guī)程不同，在對(duì)偏載測(cè)試時(shí)應(yīng)對(duì)在每個(gè)位置對(duì)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(cè)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(duì)值。5.3.2.1如果天平具有自動(dòng)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(cè)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

17、以選取接近80%100%最大秤量的單個(gè)砝碼測(cè)試，如：Max=210g，重復(fù)性測(cè)試可以選取200g測(cè)試。5.3.2.3測(cè)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(guò)該天平在該載荷時(shí)的最大允許誤差。5.3.3.1測(cè)試時(shí)，載荷應(yīng)從零載荷開(kāi)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

18、述載荷點(diǎn)：空載、最小秤量、最大允許誤差轉(zhuǎn)換點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的載荷（或接近最大允許誤差轉(zhuǎn)變點(diǎn)）、最大秤量。例如：一臺(tái)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(wú)論加載或卸載，應(yīng)保證有足夠的測(cè)量點(diǎn)數(shù)，對(duì)應(yīng)首次檢定的天平，測(cè)量點(diǎn)數(shù)不得少于10點(diǎn)；對(duì)于后續(xù)檢定或使用中檢驗(yàn)的天平，測(cè)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(duì)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

19、平的檢定周期一般不超過(guò)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限公司 地址: 章丘 證書編號(hào)：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(hào)規(guī)格FA2004天平器號(hào)153檢定分度值e1mg 濕度：49%RH設(shè)備編號(hào)/準(zhǔn)確度等級(jí)外觀檢查合格標(biāo)準(zhǔn)砝碼E2等級(jí)砝碼標(biāo)準(zhǔn)砝碼證書編號(hào)F03-20080246F03-20080245有效期至 2009年7月30日測(cè)量范圍1mg500g標(biāo)準(zhǔn)砝碼編號(hào)255不確定度或準(zhǔn)確度等級(jí)或最大允許誤差U=（0.010.27）mgU=（0.0020.008）mg檢定依據(jù)JJG103

20、6-2008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 3199.999899.9992-0.0006-0.00061.02(*)0.00100.00100.0000/299.999899.99980.00000.00001.03(*)0.00100.00100.0000/399.999899.99980.0

21、0000.00001.04(*)0.00100.00100.0000/499.999899.99980.00000.00001.05(*)0.00100.00100.0000/599.999899.99980.00000.00001.0二、重復(fù)性 L=200.0000 , E = I + e/2 L L序號(hào)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）1200.00000.00001.02199.9998-0.00021.03199.9998-0.00021.04199.9999-0.00011.05199.9999-0.00011.06199.9996-0.00041.078910三、示值誤差 E = I + e/2 L L， EC = E E0 (*)序號(hào)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(*)0.00000.0000/0.00000.5此處應(yīng)加正負(fù)號(hào)，否則這臺(tái)天平就不合格。20.01000.01000.01000.00000.00000