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準天平（包括電子天平）天平的分類無要求分為標準天平和工作用天平最小秤量根據準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對零點修正 不用對零點進行修正重復性檢定1.試驗載荷可以用（80%100%）Max的單個砝碼進行檢定；2.每次加載前可置零。1.試驗載荷為Max；2.分別對加載和空載平衡位置進行讀數。示值誤差檢定1.試驗載荷點：零點、最小秤量、接近最大允許誤差轉變點、最大秤量；2.示值誤差應對零

2、點修正。試驗載荷點：零點、接近最大允許誤差轉變點、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。 首次檢定是指對從未檢定過的天平所進行的一種檢定。 后續(xù)檢定包括：強制性周期檢定；修理后的檢定；周期檢定有效期內的檢定，不論是由用戶提出請求，或由于某種原因使有效期內的封印失效而進行的檢定。 使用中檢驗是指為檢查衡器的檢定標記或檢定證書是否有效、保護標記是否損壞、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行的一種檢查。 通常我們的檢定應執(zhí)行首次檢定或后續(xù)檢定。 本規(guī)程規(guī)定天平應增加最小秤量的標記。2.概述 通過

3、作用于物體上的重力來確定該物體質量，并采用數字指示輸出結果的計量器具。用于砝碼質量量值傳遞、物體質量測量、體積測量及磁性測量等。也可以用于確定與質量相關的其他量值、數量、參數或特性。3、計量性能要求3.1實際分度值（d） 指相鄰兩個示值之差。3.2檢定分度值（e） 用于劃分天平級別與進行計量檢定的，以質量單位表示的值。檢定分度值e由生產廠根據表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、負整數或零。 檢定分度值只能以1、2、5為基數，不能以3、4、6、7、8、9為基數。 如：e=6kg是錯誤的。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還應服從e=10k kg，其中k為正整數、負整數或零。 通常e=10d、e=5d、e=2d、e=d，e=d幾種情況。3.3檢定分度數（n） 最大秤量與檢定分度值之比， 。3.4準確度級別3.4.1天平按照檢定分度值e和檢定分度數n，劃分成下列四個準確度級別： 特種準確度級 符號為 高準確度級 符號為 中準確度級 符號為 普通準確度級 符號為 本規(guī)程取消了標準天平、工作用天平的分類。3.4.2天平準確度級別與e、n的關系見表1。 表1 天平準確度級別與e、n的關系準確度級別檢定分度值e檢定分度數最小秤量最小最大特種準確度級1ge1mg可小于5104不限制100e1mge5

5、104100d高準確度級1mge50mg1102110520d0.1ge5103110550d中準確度級0.1ge2g1102110420d5ge5102110420d普通準確度級5ge1102110310d 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計算最小秤量。 例如：一臺電子天平，d=1mg，e=10mg，Max=210g，計算最小秤量。 該天平為 級天平，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，在整個稱量范圍內的最大秤量所對應的檢定分度數n由下式給出：確定天平的準確度等級，例如：一臺天平，

6、d=1mg，e=10mg，Max=210g，由公式 ，查表1，5103n1105所以該天平為 級天平。3.4.4多范圍：有兩個或多個稱量范圍，具有不同最大秤量和不同實際分度值，每一個稱量范圍均可從零到相應的最大秤量。具有多范圍的天平，在每一個獨立稱量范圍內的最大秤量Maxi所對應的檢定分度數ni由下式給出： (i每個獨立稱量范圍的序號)3.4.4.1檢定分度值應符合ei+1ei（i=1，2），并標明相應的Min、n、Max。3.4.4.2當滿足不同的準確的級別要求時，應按照較嚴格的要求定級。但可在天平檢定證書內頁格式的檢定結論中，標示出其他量程的稱量范圍及準確度級別。 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：只有一個稱量范圍，按不同實際分度值分為幾個局部稱量范圍。局部稱量范圍是根據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的最大秤量Maxi所對應的檢定分度數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

8、=15kge1=1g （02）kg n1=2000e2=2g （25）kg n2=2500e3=10g （515）kg n3=15003.4.5.3根據天平的準確度等級，除最后一個局部稱量范圍外，應符合表2的要求。 表2準確度級別 級 級級級510451035102503.5最大允許誤差（MPE） 加載或卸載時的最大允許誤差見表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）級級級級0.5e0m51040m51030m51020m501.0e5104m21055103m21045102m210350m21021.5e2105m2104m11052103m11042102m1103

9、任何一次單次測量結果的誤差，均不應超過相應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，均應符合相應載荷最大允許誤差的要求。3.5.2重復性：同一載荷多次稱量結果間的差值，不得超過相應載荷最大允許誤差的絕對值。3.5.3加載或卸載時各載荷點的示值誤差不得超過相應載荷最大允許誤差的要求。3.5.4當實際分度值d大于1/5檢定分度值e時，應先確定天平修約前的示值，消除任何包含在數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；E0零點或零點附近的誤差。 當d1/5

10、e時，即e5d（e=d，e=2d）時，應對天平進行修約。例如：一臺電子天平，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）,當加至1g時，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零點誤差E0=+1g，則Ec=E-E0=-3-1=-4g3.5.5天平使用中檢驗的最大允許誤差應是首次檢定時最大允許誤差的兩倍。4.通用技術要求4.1外觀要求天平必須具備下列標記：制造廠名稱或商標、產品名稱、準確度級別、型式批準標記、制造計

11、量器具許可證標記、最大秤量、最小秤量、實際分度值、檢定分度值、出廠編號、出廠日期等。適當時必備的標記：電源電壓、電源頻率、在滿足正常工作要求時的特殊溫度界限、由若干獨立但又相互關聯(lián)的模塊組成的天平，每一模塊均應有識別標記。4.1置零裝置4.1.1天平可以有一個或多個置零裝置。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超過20%最大秤量。4.2零點跟蹤裝置 天平應具有零點跟蹤裝置，零點跟蹤裝置在出廠時默認為開啟狀態(tài)；置零裝置和零點跟蹤裝置的總效果，不得超過最大秤量的4%。 通常出廠設置零點跟蹤為4d5d，一般用10d擺脫零點跟蹤最好別說這么具體。4.3去皮裝

12、置 天平可以有一個或多個去皮裝置。4.3.1去皮裝置應能保證準確置零，從而進行凈重衡量；4.3.2去皮裝置不得在零點以下或最大秤量以上使用。5計量器具控制5.1檢定標準5.1.1砝碼 應配備一組標準砝碼，其擴展不確定度（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，該標準砝碼的磁性不得超過相應要求。 實際分度值（d）標準砝碼等級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

13、規(guī)程可知，F(xiàn)2等級200g砝碼的擴展不確定度U=1.0mg ，所以F2等級以上砝碼均可以使用。5.1.2其他有關測量用的器具a） 分度值不大于0.2的溫度計；b） 相對準確度不低于5%的干濕度計；c） 非常規(guī)檢查時所用的有關儀器設備。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，則天平應在-10+40的溫度條件下正常工作，其計量性能不得超過表3的有關規(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，則天平應在下述溫度界限內保持其計量性能。界限的范圍至少應等于：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

14、.1.1溫度條件 檢定應在穩(wěn)定的環(huán)境溫度下進行，除特殊情況外，一般為室內溫度。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、大氣中水汽凝結和氣流級磁場等其他影響量不得對測量結果產生影響。5.2.1.4天平和砝碼應盡量避免陽光直接照射。5.2.2檢定前的準備5.2.2.1將天平放置在一平整、穩(wěn)固的平臺或平板上； 放置天平的平臺應為平整的大理石臺面或者是厚實的平板，天平下面不要鋪墊膠皮板，因

15、為這樣會對天平產生磁性，影響天平的示值準確性。5.2.2.2將天平調整到水平位置； 將水平泡調整到中央位置。5.2.2.3接通電源，天平預熱，達到平衡、穩(wěn)定； 預熱時間一般為30min以上。5.2.2.4校準天平；5.2.2.5進行一次預加載。5.3檢定項目 天平的檢定項目為外觀檢查、偏載誤差、重復性、示值誤差。使用中檢驗不用進行外觀檢查。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載荷最大允許誤差的要求。 試驗載荷選擇1/3（最大秤量+最大加法除皮效果）的砝碼。優(yōu)選個數較少的砝碼，如果不是單個砝碼，允許砝碼疊放使用。單個砝碼應放置在測量區(qū)域的中心位置，若使用多個砝碼，應均勻分布在

16、測量區(qū)域內。 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，示值誤差應是對零點修正后的修正誤差。本規(guī)程與原規(guī)程不同，在對偏載測試時應對在每個位置對零點進行修正。例如：E0=-0.5g，E=0.5g，則Ec=E-E0=0.5-（-0.5）=1.0g5.3.2天平的重復性相同載荷多次測量結果的差值不得大于該載荷點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跟蹤裝置，應處于工作狀態(tài)。5.3.2.2試驗載荷應選擇80%100%最大秤量的單個砝碼，測試次數不少于6次。 在做重復性檢定時，試驗載荷可

17、以選取接近80%100%最大秤量的單個砝碼測試，如：Max=210g，重復性測試可以選取200g測試。5.3.2.3測量中每次加載前可置零。 重復性檢定時不用記錄零點示值，每次加載前可將天平置零，這與原規(guī)程不一樣。5.3.2.4天平的重復性等于Emax-Emin，式中Emax為加載時天平示值誤差的最大值；為-Emin加載時天平示值誤差的最小值，Emax-EminMPE。5.3.3示值誤差 各載荷點的示值誤差不得超過該天平在該載荷時的最大允許誤差。5.3.3.1測試時，載荷應從零載荷開始，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試驗載荷必須包括下

18、述載荷點：空載、最小秤量、最大允許誤差轉換點所對應的載荷（或接近最大允許誤差轉變點）、最大秤量。例如：一臺電子天平，d=0.1mg，e=1mg，Max=210g； 試驗載荷必須包括：1mg，10mg，50g，200g，210g這幾個載荷點。5.3.3.3無論加載或卸載，應保證有足夠的測量點數，對應首次檢定的天平，測量點數不得少于10點；對于后續(xù)檢定或使用中檢驗的天平，測量點數可以適當減少，但不得少于6點。 EcMPE，示值誤差應是對零點修正后的修正誤差。5.3.4檢定結果的處理 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)給檢定結果通知書，并注明不合格項目。5.3.5檢定周期 天

19、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設備編號/準確度等級外觀檢查合格標準砝碼E2等級砝碼標準砝碼證書編號F03-20080246F03-20080245有效期至 2009年7月30日測量范圍1mg500g標準砝碼編號255不確定度或準確度等級或最大允許誤差U=（0.010.27）mgU=（0.0020.008）mg檢定依據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）1200.00000.00001.02199.9998-0.00021.03199.9998-0.00021.04199.9999-0.00011.05199.9999-0.00011.06199.9996-0.00041.078910三、示值誤差 E = I + e/2 L L， EC = E E0 (*)序號試驗載荷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此處應加正負號，否則這臺天平就不合格。20.01000.01000.01000.00000.00000