电子天平计量检定的常见问题及解决策略探析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 02 日 作者简介：李海燕(1976)，汉族，河北廊坊人，大学本科，高级工程师，研究方向为主要从事力学研究工作。-123-电子天平计量检定的常见问题及解决策略探析 李海燕 河北省计量监督检测研究院廊坊分院，河北 廊坊 065000 摘要：摘要：电子天平与物理天平均是常见的精密测量仪器设备，但是相较于传统的机械天平更加轻便、测量精准度更高，因此得到了广泛应用。但是电子天平长期使用中，性能可能会发生不同程度的变化，致使测量结果偏差度增加。因此，为了保证电子天平的检定准确率，应提高电子天平计量检定问题的认知和优化，致力于减少电子天平偏差带来的损失。本文就电子天平计量检定相关内容进行论述，在分析常见问题的同时，提出合理化的改善措施优化实践。关键词：关键词：计量检定；电子天平；人为操作；外部环境 中图分类号：中图分类号：TH715 0 引言 电子天平是目前各行业中广泛使用的计量工具，操作便捷，整体精度较高，在计量检定中需要严格遵循规范要求进行，但可能受到诸多因素影响导致计量精度存在偏差的问题。如果忽视计量偏差问题，将会影响到相关行业正常活动的展开，带来一系列负面影响。故此，应提高电子天平计量检定认知和重视，在明确相应规范和标准同时，及时有效维护电子天平，以便于最大程度上提高计量结果精准性、可靠性。1 电子天平的工作原理 相较于传统的机械天平而言，电子天平测量精度更高，因此应用范围较广。从其工作原理来看，电子天平是基于电路技术和电子传感器来测量物体质量，物体平稳放置在天平盘上，电子传感器采集到物体重量信号，通过电路传输，最后经过放大、滤波以及数据转换等一系列过程，在电子屏幕上呈现物体质量数值，测量误差微乎其微，因此深受用户喜爱。就电子天平的构成部分来看，主要包含了以下几个部分：（1）传感器。电子天平主要是依据电子传感器来采集被测物体质量数值，因此传感器是其核心部件。常用传感器主要有电容传感器、应变式传感器，其中当属应变式传感器最为常见，是由电桥和变片所构成，在测量物体时，物体质量会导致应变片出现一定成都的形变，相应的导致电桥电路电阻值发生改变，根据电阻值变化情况换算得到物体质量数值。（2）电子电路。电子电路在电子天平中主要是起到传感器采集信号的接收、处理功能，具体可以细化为电路放大、滤波电路以及模数转换电路等2。电路放大可以将传感器采集的数值放大化，确保测量精准度；滤波电路主要是消除测量过程中其他的噪声干扰，降低测量偏差；模数转换电路可以将采集的信号按照特定标准转化成数字信号，进而呈现在用户面前。（3）控制单元。电子天平中的控制单元，其功能是用于电子电路工作状态的调节控制，依据用户设定各项参数，对被测物体进行测量，并将测量数值计算处理，最终在数字显示器上呈现。除此之外，控制单元作为电子天平核心控制部件，具有单位转换、自动校准等功能，能够最大程度上提高测量精度、准度。2 电子天平计量检定的内涵和内容 由于电子天平特性，长时间使用可能受到多种因素影响，导致测量结果出现偏差。因此，为了做好电子天平计量检定工作至关重要，需要依据制度要求定期检查和校准，尽可能控制误差到最小化，能够提供高精度的测量结果3。就电子天平计量检定内容来看，具体如下：2.1 精度检验 电子天平计量检定工作开展中，一项基础且核心内容就是精度检验，精度是衡量电子天平使用性能的关键指标之一，强调一定条件下电子天平测量结果精准度与稳定性4。电子天平精度检验，是借助已知质量中国科技期刊数据库 工业 A-124-的标准物体对比检验电子天平测量精准度，一般选择多点校准或是校准质量方法，能够获取不同负荷条件下电子天平的测量精度与误差。2.2 零点校准 零点校准强调正常非测量状态下，电子天平的零点位置是否读数为零，是测量基础内容，关系到后续测量结果精准度，根据实际情况手动或是自动校准即可。2.3 零点漂移检查 零点漂移检查则是指电子天平使用期间，并无任何物体放置时，检查读数是否存在便宜情况。导致读数偏移的因素多样，包括机械磨损、温度变化以及人为碰撞等因素导致，通过零点漂移检查能够检查电子天平长时间使用下精度是否符合要求，一旦出现偏差，选择合理措施及时调整即可5。2.4 线性度检验 一定复杂范围内，电子天平输出信号和输入质量之间的关系是否呈线性，具体是在不同负载点上测量，将实际测量结果与理论标准对比分析，根据二者数值差异来综合评估电子天平线性度性能。2.5 显示准确性检查 加强电子天平显示准确性检查，是指数字屏幕上所显示的数值与实际测量得到数值是否一致6。具体检查方法同样是将标准物体放置在天平上，检验显示数值是否准确，操作较为简单。2.6 记录和证书 完成电子天平计量检定工作后，需要将检定过程、结果等信息全面记录下来，妥善保管。对于检定通过的电子天平，应提供统一格式规范的检定证书或报告，用于证明电子天平产品性能可靠，可以在市场上流通使用7。3 电子天平计量检定中的常见问题分析 3.1 外部环境影响 电子天平计量检定中，影响因素多样，其中外部环境所带来的影响最为直接8。主要可以归结为以下几点：其一，外界环境温度时刻处于变化状态，如果温差变化过大，热胀冷缩下可能导致电子天平电子元件、传感器尺寸规格发生变化，增加测量偏差。尤其是高温环境下，电子天平的元器件材料可能出现不同程度的膨胀，甚至导致元器件受损。其二，适度变化，如果电子天平长期处于过湿的工作环境，可能导致元器件和电路氧化腐蚀，尤其是开关、连接器和导线等部件，受到湿度因素影响可能导致接触不良，甚至发生短路，降低设备使用性能。其三，电磁环境会对电子天平计量检定产生干扰，因此需要在无电磁干扰环境下进行计量检定。通常情况下，电磁干扰因素主要有电源线路、电子设备以及无线电通信等。其四，振动也会导致电子天平出现测量偏差，对于一些高精度电子天平而言，即便出现小幅度振动也会导致测量结果出现偏差。3.2 人为操作不规范 人为操作不规范是影响电子天平计量检定偏差的主要因素之一，主要是由于操作人员按键操作不当，操作流程不规范，或是人为读书不准确等，这些问题都可能导致计量偏差9。有的操作人员使用电子天平时，责任意识薄弱，未能严格遵循操作规程进行，或是换算错误，导致数据偏差。还有的操作人员对电子天平并未进行零点校准，或是天平放置不平稳，放置物体超出其承受负荷，影响到电子天平测量结果精准性和稳定性。此外，电子天平需要做好日常清洁、校准等维护工作，但有的操作人员对此缺乏足够重视，导致电子天平污垢较多，计量偏差，加之电池更换不及时，导致电子天平使用性能下降，测量精度不理想。3.3 预热和预压问题 由于电子天平属于电子设备，在使用前应预热，保证运行环境稳定，否则会受到温度因素影响，降低测量精度，为相关联工作带来负面影响。需要注意的是，不同类型、规格的电子天平，预热时间也有所差异，需要依据实际情况调节控制，以此来保证计量精度。预压问题，则是测量前为电子天平施加适当力度，促使传感器、天平盘出现一定的应力变化，此种方式能够极大的提高测量精准度。3.4 未能定期校准 电子天平的工作性能高低，会随着时间和使用频率的增加而发生变化。定期校准是保证电子天平测量准确性的重要步骤，但不同的电子天平具有不同的校准周期，一般根据制造商的建议和使用频率来确定校准的时间间隔。校准程序通常涉及零点校准和斜率校准，其中零点校准是将天平归零，消除初始误差；斜中国科技期刊数据库 工业 A-125-率校准是通过与已知质量进行比较，调整天平的灵敏度和线性性，未能定期进行校准可能导致测量结果的漂移和偏差。4 电子天平计量检定问题的应对措施 4.1 创设良好的天平使用环境 电子天平计量检定工作中，针对其中存在的问题，需要选择合理措施予以改进，其中创设良好的天平使用环境是最为基础的一项措施10。首先，加强电子天平使用环境温度和湿度控制，保证电子天平使用环境趋于稳定状态，最大程度上消除误差。因此，要避免在高温或是低温环境下使用，也要避免长期处于高湿度环境下使用，保证电子天平使用性能稳定。其次，加强防尘与防震控制，做好日常维护，避免灰尘颗粒物大量堆积降低电子传感器敏感性，同时也要避免过大的震动冲击干扰最终测量结果精度。再次，加强电磁干扰防控，避免电子天平使用环境有电磁辐射，远离电子设备和高压线路等，将电磁干扰可能性降到最低。最后，合理摆放电子天平位置，尽可能选择平面位置放置电子天平，保证支撑平面牢固、稳定，否则会导致电子天平测量结果出现偏差。4.2 做好计量检定前的准备工作 电子天平计量检定前，充足的准备工作至关重要，关系到后续工作成效。因此，计量检定前工作人员要仔细、认真查阅校准操作手册，了解电子天平操作流程、校准标准、规范要求以及相关参数等内容，在操作手册指导下规范校准，能够最大程度上规避操作不规范出现的偏差问题。工作人员也要仔细检查电子天平使用功能是否正常，包括传感器、电路、显示屏幕、按键等部件使用正常，并无任何故障问题。如果发现问题，第一时间维修处理。通常情况下，校准标准是有着明确质量参数的物体，用其校准电子天平，可以将偏差控制在合理范围内，因此要定期检定与更新校准标准。除此之外，要建立可靠的数据管理系统，将计量检定过程中产生的各项数据信息完整记录下来，包括校准参数、校准日期、校准过程、校准人员、校准设备以及校准结果等，为后续电子天平性能评估和管控提供数据依据。对于相关工作人员，同样要定期参加专业培训和学习，更新自身专业知识和技能，完善专业结构，将所学专业知识和技能运用到实际工作中，以此来最大程度上提高电子天平计量检定质量。4.3 规范使用计量检定方法 计量检定方法是否规范使用，同样影响着检定工作质量。故此，计量检定前，工作人员需要依据规范要求对电子天平预热、预压处理，确保电子天平能够处于高性能使用状态。预热可以避免外部环境影响，维护电子天平使用环境稳定，而预压则是对电子天平零位调整、负载调整，消除测量干扰，提高测量精度。根据实际工作要求编制科学合理的校准计划，依据计划定期校准和维护电子天平，而校准频率则是依据电子天平具体使用频率来确定，便于及时发现和处理天平偏差，为最终测量结果精度提供保障。同时，结合电子天平计量检定要求和不同天平产品特点，针对性选择合理可靠的校准方法，如，重量校准、线性校准以及零点校准等方法。需要注意的是，不同校准方法操作流程和适用情况不尽相同，因此要综合考量选择，并依据不同校准方法流程标准规范操作。而在具体的计量检定工作中，要做好准备工作，校准期间严格遵循操作流程和要求，并全面记录下检定数据信息，提高计量检定工作质量。基于此种方式，能够有效解决当前电子天平计量检定中的问题，并实现计量检定过程优化改进。4.4 加强计量检定器具管理 为了实现计量检定工作规范、标准进行，一项重要内容做好计量检定器具管理工作。对此，应结合工作要求制定可靠的、完善的检定器具检定管理制度，明确器具具体使用、校准、报废以及记录等环节内容，并落实岗位责任制到实处，严格遵循器具管理制度开展工作。所有的计量检定器具要登记在册，每个器具都有对应的标识和编码，每次使用器具后记录下适用情况，即便出现损坏或故障也可以第一时间追溯管理。同时，确定合理的器具存放、保管位置，存放环境干燥、无尘、无振动，油专人负责保管，避免器具损坏、丢失。另外，定期清洁、维护与校准检定器具，发现损坏及时维修，无法维修时上报相关部门更换，以此确保计量检定器具的正常使用。需要注意的是，所采购的计量检定器具是由正规厂家生产，来源渠道可靠，能追踪相关信息和检定数据，进而为电子天平计量检定工作开展提供坚实的设备保障。5 结论 综上所述，电子天平计量检定过程中会受到多种中国科技期刊数据库 工业 A-126-因素影响，如果工作人员操作不规范，可能会导致电子天平性能下降，并诱发一系列连锁反应。因此，为了保证电子天平性能，应该在检定中优化计量检定流程，依据工作规范要求选择合理的方法，确保电子天平可以有效使用，将测量误差控制在最小范围内。参考文献 1柴惠.电子天平计量检定的常见问题及解决实践J.中国质量监管,2023(03):72-73.2甄达贵.影响电子天平计量检定的因素及优化措施J.仪器仪表标准化与计量,2022(05):41-43.3陈章元.电子天平计量检定影响因素和解决对策J.大众标准化,2022(17):187-189.4陶诗.浅谈电子天平计量检定的影响因素及优化措施J.计量与测试技术,2022,49(01):79-80.5杨雪莲.电子天平计量检定的影响因素及解决措施探析J.中国设备工程,2021(10):96-97.6王海燕.浅析电子天平计量检定过程存在的问题与建议J.科技风,2020(22):86.7金华新.电子天平计量检定的影响因素及对策初探J.门窗,2019(22):246.8孙林.浅析电子天平计量检定过程存在的问题与建议J.衡器,2019,48(08):40-42.9李云峰.电子天平计量检定的影响因素及对策探讨J.中外企业家,2019(10):143.10吕良.电子天平金属零件腐蚀对计量检定的影响因素及解决措施J.中国金属通报,2018(11):212-214.