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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