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砝码计量检定误差原因及控制措施

砝码计量检定误差原因及控制措施

上海众渊砝码厂论文中心 2019.06.17

砝码计量检定误差原因及控制措施

标准砝码已成为计量检测工作中的主要仪器设备,鉴于计量检定工作的差异性、变化性的特点,加强对砝码计量检定数据的准确性控制,分析砝码计量检定中存在的数值误差原因,并采用有效措施和手段,以确保砝码计量检定数据的准确、可靠和公正。

  关键词:砝码;计量检定;误差原因;控制;措施

  1 天平砝码计量检定的误差原因分析

  1.1 人为误差

  在天平砝码计量检定的过程中,存在人为因素的干扰和影响,如生理性计量检定误差和操作计量检定误差。从生理性计量检定误差来看,人在进行天平砝码计量检定中,对于精细数据的判定会受到自身生理因素的影响和限制,特别是对于精细数据的读取,因为视力因素的影响和局限性,而存在数据读取错误或不准的现象。从操作上看,由于检定人员要面对诸多繁杂的操作流程,每个流程又有严格规定和要求,如果在操作中未严格依循检定规则和要求,就会出现疏漏等。另外,在对砝码进行监督、管理过程中,也会受到人为因素的影响,导致出现违规操作等,最终影响砝码的检定质量和结果。

  1.2 装置误差因素

  在天平砝码的计量检定过程中,计量器具不可能完全固定地摆放,会因需要而产生空间、时间上的改变,而这种变化则会使装置出现误差,也会提供不够精准的标准量值。因设备因素引发的检定误差,还存在天平不等臂的问题,例如,在实际操作中会有不同类型的天平,如等臂天平、电子天平、不等臂天平等,它们各自存在不同的性能差异和用途差异,当使用不等臂天平进行砝码检定时,操作人员会因为无法把握不稳定和恒定性的天平臂而出现误差,导致天平测量的准确性降低。在天平安装、调整不当或天平不同部件之间的摩擦,以及清洁不到位等,也会对天平的平衡性产生一定影响,会使检定砝码出现误差。

  1.3 环境误差因素

  (1)温度对砝码检定的影响。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气外,还会引起天平平衡点变化和不等臂误差,影响天平的衡量偏差,给砝码检定结果带来误差。

  (2)湿度对砝码检定的影响。湿度是空气潮湿程度的指标,反应空气中水蒸气的含量。分为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。在空气中进行质量衡量,放在空气中的砝码表面会吸咐一定厚度的水分子层,形成“水膜”,水膜的厚度与砝码表面特性、环境温差有直接的关系,并且水膜质量将影响砝码的准确计量。

  (3)空气浮力对砝码检定的影响。在计量过程中,测量物体“真空中的质量”是一件非常难做的事情,既不经济也不科学,因此就引入了“空气中的质量”这一概念。“空气中的重量”是指某一物体在空气中受到的重力和所受到的空气浮力的合力。在砝码质量检定中,砝码质量会受到空气浮力的影响,砝码采用折算质量值时,需要进行空气浮力修正,以减少砝码的质量偏差。

  (4)磁力对砝码计量检定的影响。关于磁性问题,在制造和使用中都很重视,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。磁力既可引起两个质量标准间的相互作用,也可引起质量标准或测量中使用的衡量仪器与周围相近的其他磁性物体间的相互作用。在进行砝码折算质量检定之前,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。凡磁性检测不合格的砝码,均不得进行折算质量的检定。

  (5)清洁度对砝码计量检定的影响。如清洁不到位,砝码上附着的灰尘和杂质会直接影响到检定结果的准确性。所以砝码在检定前需用干净的无水乙醇或蒸馏水进行清洁。清洁过程中不能去除任何一块砝码材料。带有调整腔的砝码不得浸入溶液中,以免液体浸入腔体。砝码在抓取和储存时必须保持清洁。清洁时不得改变砝码的表面特性(如划伤砝码)。

  2 误差的控制措施

  2.1 加强设备管理工作

  天平砝码计量检定人员要在日常工作中做好设备的管理等工作,采用科学合理的方式放置天平和砝码,全面了解和掌握天平砝码存放及使用的规则和流程,避免出现磨损等问题,以及因管理效率低导致天平砝码计量检定误差等,达到实际测量所要求的精准度。

  2.2 完善和优化计量检定的基础工作

  采用天平砝码计量检定工作时,需做好前期的基础准备工作,如清洁天平砝码,在日常使用期间要做好天平砝码的擦拭清洁工作,力求减少和避免纤维、粉尘、空气中的水分对天平砝码的影响。同时还要做好天平的合理摆放工作,要使天平放置于平坦、清净的桌面之上,保持相对稳定与水平的状态。

  2.3 消除误差影响因素

  (1)消除装置误差因素。首先要检查天平砝码的检定证书的有效性,检查天平的不等臂、示值、偏载误差、标尺分度、天平的重复性等,确保相关参数准确无误,能从装置上消除天平砝码计量检定的误差。

  (2)消除环境误差因素。为了避免和消除环境因素对天平砝码计量检定的误差,可以配备中央空调、分度值≤0.1℃的温度计和分度值≥5%的湿度计,以实现对砝码计量检定的温湿度检定的误差控制。为了减少温湿度对砝码计量检定的误差影响,可以装设深色窗帘,以避免太阳光直射到天平砝码上,应使天平砝码的保存环境保持在(18~23)℃,能有效地存取E1,E2等级的砝码。需按检定周期对温度计和湿度计进行检定,以确保其测量准确性。在砝码存放和检定过程中,温湿度是至关重要的,应保证其处于稳定的状态,如果温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,待环境符合规定后再检定。

  (3)消除和避免人为误差因素。要提升检定人员的责任感,减少和规避生理性检定误差的出现,提升检定人员的工作积极性,既要精力集中的进行操作,要不断强化操作规范的意识,避免出现失误现象等,还要重视检定监督工作的全面开展,通过采取相关的监督手段,以减少和控制人为误差出现的几率。

  2.4 通过准确测量和精确计算减少误差

  为了保证准确的砝码计量检定效果,需要准确测量砝码的体积值,以较好地实现对砝码质量值的浮力修正。例如,在对空气浮力进行修正过程中,需要分别测量环境中的自然温度、湿度和压力参数,以获得精准的空气密度值等,严格按照相关规程中的测量方法和计算公式进行测量和计算,以减少砝码检定误差的出现。

  3 结语

  总之,要全面分析砝码计量检定中的误差因素分析,分析误差产生的根源,并能根据实际情况有针对性地采用相应的控制措施和方法,才能较好地保证砝码计量检定的准确性。

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