砝码计量检定误差原因及控制方法

砝码计量检定误差原因及控制方法

蒙俊伟

广西壮族自治区计量检测研究院 广西南宁 530022

摘 要:砝码是天平测量当中负责测量物体质量的重要量器。但由于目前在使用计量砝码检定的过程中，受到各种因素的影响，难免会产生计量检定误差，影响计量检定结果。为有效解决这一问题，笔者将结合自身多年的工作经验，在分析导致计量砝码检定出现误差的具体原因的基础之上，提出一些控制方法。

关键词:砝码计量；计量检定；误差原因；控制方法

在计量检测工作中，砝码是天平测量当中负责测量物体质量的重要量器。但由于目前在使用计量砝码检定的过程中，受到各种因素的影响，难免会产生计量检定误差，严重影响天平砝码测量的准确度，此种情况下，如何采取有效措施对天平砝码检定误差进行控制，是当前计量检测人员所面临的一项重要任务。

一、砝码计量检定误差原因分析

1.人为因素

人为因素是导致计量砝码检定产生误差的一大重要原因。在实际的检定过程当中，虽然是由砝码这一精准、专业的测量工具完成检测对象的质量测定，但需要由操作人员利用肉眼观测完成最终结果的读取。而一旦操作人员因生理限制导致数据结果读取错误，将直接影响计量砝码检定的准确性。

此外，计量检定人员的操作不当也会导致砝码计量检定结果出现较大误差。根据计量砝码检定规程的要求，操作人员必须使用镊子、手套等工具完成砝码的移动、加减，但部分操作人员在使用砝码时直接上手，导致手上的汗液和热气留在砝码之上，改变了砝码的重量，进而影响最终计量砝码检定结果的准确性。

2.设备因素

不同的天平其使用方法、测量用途等也大相径庭。而如果天平的计量标准装置以及相关附件存在设计不合理等问题，也会影响计量砝码检定的准确性。比方说使用的天平臂本身缺乏稳定性，则势必将影响最终计量砝码的检定结果，增加计量检定误差出现的概率。

另外，计量砝码在频繁的使用过程中会出现轻微的磨损，其表面上也会沾染一定的灰尘，如果灰尘积累到一定量或是磨损达到一定程度，其在使用过程中也将直接影响砝码计量检定的准确性。

3.环境因素

在开展计量砝码检定工作时，工作环境也会在一定程度上对砝码计量检定的准确性产生影响，甚至成为诱发误差出现的重要原因。

（1）温度因素。首先，温度变化会使室内空气密度发生变化，温度越高，空气密度就会越低，而一旦空气密度发生变化，那么电子天平就很容易出现平衡点变化等情况。其次，通常情况下温度变化和天平臂长呈正比例关系，如果温度出现明显变化，将有可能引发横梁出现伸缩现象，从而影响砝码的灵敏度。此外，除室内温度条件外，天平本身的局部温度下降同样会导致砝码检定误差问题，例如在照明设备、加热仪器或是试验人员体温的影响下，天平的某个方向会出现温度的提升，这样一来，天平受热一侧的质量会出现变化，并导致天平平衡点移动，最终对测量结果的准确性造成影响。

（2）温度因素。考虑到目前使用的计量砝码大多为金属材料制作而成，因此检定环境的湿度也会对其产生明显影响，湿度越大，附着在天平砝码上的水分子将越多，这不仅会影响到计量砝码检定的准确性，同时还可能改变天平部件的电气性能，出现包括增加电容量与泄露电流等现象，进而影响到操作人员的人身安全。

（3）磁性因素。磁性是一种矿物在受到外磁场影响后受到吸引力或排斥力的现象，在质量计量中，一旦天平与砝码具有磁性，就很容易受到磁场所产生的排斥力或吸引力影响，由于这种磁力（磁场所产生的排斥力或吸引力）在质量测量中无法与重力区别开来，因此计量结果也会出现较大的偏差。例如在砝码存在磁性的情况下，两个具有磁性的砝码在计量过程中会相互作用，无论砝码是相互吸引还是相互排斥，都会与砝码本身的重力共同施加在天平上，最终导致测量结果出现误差，另外，其他磁性物体也同样会对砝码产生磁力。

二、砝码计量检定误差控制方法

1.提高工作人员素养

砝码计量检定工作需要工作人员进行实际操作，其操作规范性与操作能力需要对测量工作相关要求予以满足，同时需要满足时代要求，因此，需要对操作人员素养进行有目的、有针对的提升。对此，需要做好两方面工作：

（1）构建工作人员操作规范制度。在砝码计量检定工作中，因为操作失误可能会造成误差出现，对此，需要构建工作人员的操作规范制度，利用制度来限制工作人员的具体操作行为，让砝码计量检定规范程度得到提升。

（2）需要强化工作人员责任意识。提升工作人员责任意识可以让生理性误差出现概率得到降低，只有对工作人员责任意识进行强化，让工作人员在工作中的主观能动性得到提升、精力集中程度得到增强，才能避免此类误差出现。

  2.加强设备管理工作

在实验室中，天平是一种常见的测量工具，具有较高的使用频率，为保证其测量精度，需要加强设备管理工作力度，保证天平砝码购买、存放、使用的科学性、合理性。

（1）在购置天平砝码时，就需要对其检定证书有效性进行检查，对天平的示值、标尺分度、偏裁误差、天平重复性进行全面检查，保证相关参数的准确性，进而避免因装置问题导致的计量误差出现。

（2）相关工作人员需要充分、全面了解天平的存放方法及操作方法，如在存放过程中，就需要尽量避免砝码因磨损问题而让砝码质量受损，在抓取砝码、储存砝码时，需要重视砝码清洁度，不能因清洁事项而划伤砝码，而在操作过程中，需要依照严格规范和程序进行，需要佩戴手套或利用镊子拿取砝码，需要保证砝码不会出现坠落、碰撞现象，规避划伤、碰伤情况出现，在使用砝码时，还需要遵循“先大后小”的原则，如称量物品为35g，就可以先拿50g砝码进行称量，之后利用20g砝码进行称量，再添加砝码，测得具体质量。

3.加强环境误差的控制

砝码检定中的环境误差主要来源于环境条件的异常变化，因此要想控制这类误差问题，就必须要按照力学实验室标准对温度、湿度等室内环境指标进行准确把控。

（1）在温度方面，砝码检定最为适宜的温度通常为20℃，由于砝码材质、天平类型等方面的差异，不同实验所允许的温度误差值不同，但通常都需要控制在18℃-25℃之间，测量过程中的温度波动也要控制在0.5℃以内。同时，为避免出现温度的意外变化，还要在实验室内安装精度较高的温度计与中央空调，并在砝码检定的过程中对温度进行持续性的观察，一旦室内温度出现过大变化或是室内温度抄表，应立即控制中央空调来进行升温或降温。另外，为避免局部温度变化，砝码与天平都要远离热源并避免阳光直射。

（2）在湿度方面，除了要按国家检定规程对实验室内的空气湿度进行控制外，还要配备分度值较高的干湿度计，并在砝码检定过程中持续观察室内空气湿度变化，如湿度超过了检定规程的标准，则要要采取增大风流量或抽湿等办法对室内空气进行调节。

（3）针对磁性误差，一方面要选择非磁性材料制造天平与砝码，并在质量计量之前对砝码进行磁性检定，如砝码磁性检定不合格，则不可进行检定；另一方面，则要在检定时远离化工设备等磁场源或是大电流经过的导体，同时尽量选用无磁的铝制砝码。

三、结束语

综上所述，导致砝码计量检定工作的数值误差有很多，但绝大多数的影响因素都可以通过引起重视、加强管理来避免对于计量结果的影响。所以相关的计量人员需要重视砝码计量的检定工作，提高工作质量，降低计量数值误差，结合各个影响因素并对其整改，全面提升砝码计量检定工作的精准性。

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