计量检测中天平砝码检定误差原因及控制初探

期刊: 环球科学 2023年第7期 DOI: PDF下载

田成成1 李金岩2

滨州市检验检测中心 山东省滨州市 256600

摘要

天平是计量检测的辅助性工具,被广泛应用在实验室重力测量以及工业生产中。而天平砝码是计量检测中常用的标准器具,用于检定和校准天平的准确性和精度。而在实际应用过程中,因为多种因素的存在,难以避免存在一定误差。为避免在计量检测中天平砝码超出误差允许最大范围,应定期对天平砝码进行检查,及时更换零件,有效避免因砝码检定误差出现的计量数据不准确的问题。


关键词

计量检测;天平砝码检定;误差原因分析

正文


一、计量检测中天平砝码检定中产生误差原因

 (一)客观因素

  天平砝码作为确定被测物体质量的唯一确定标准,其精度在很大程度上影响着检定精度。在使用天平前,砝码一般被单独放置在便于保存而设计的装置中,但在存放以及施工过程中,砝码可能受到客观因素影响,导致重量发生变化,进而在实际测量过程中误差较大。 环境条件的变化,也会对天平砝码的准确性产生影响。例如,温度和湿度的变化都会导致砝码的材料膨胀或收缩,从而影响重量的准确性。砝码通常是金属制作而成,若长时间暴露在空气中,金属就会被迅速氧化生锈,改变砝码质量,产生误差。如下图1所示,为金属化学性质顺序分析表[1]

金属名称

 

活泼型排序

氧化性

 

还原性

 

得点能力排序

 

失电能力排序

 

1

5

1

5

1

 

2

4

2

4

2

 

 

3

3

3

3

3

 

4

2

4

2

4

 

5

1

5

1

5

 

通过对表1进行分析和研究发现,铝活泼性钾最高,而按照氧化性排序钾氧化性最高,说明随着金属氧化性的逐渐增强,容易与空气中氧离子结合,进而形成锈渍。

(二)材料质量与制作工艺

天平砝码的制造工艺和材料质量是影响误差的重要因素。砝码的制造工艺包括材料选择、加工精度等,如果在制造过程中存在误差,就会导致砝码的质量不符合要求。材料质量的问题包括材料的密度、均匀性等。如果材料的密度不均匀,就会导致砝码的质量分布不均匀,从而影响精度

(三)摩擦与磨损

天平砝码的使用过程中的摩擦和磨损也是误差的重要原因。由于砝码在使用过程中需要和天平的托盘或其他器具接触,就会产生摩擦。如果砝码和托盘之间的摩擦系数不恒定,就会导致砝码的重量发生变化。此外,砝码的长时间使用还会导致磨损,从而影响重量的准确性。

(四)天平砝码存放

天平砝码的存放和维护也是误差的重要因素。如果砝码存放在不适宜的环境中,如潮湿的地方或阳光直射的地方,就会导致砝码的材料受潮或变形,从而影响准确性。此外,砝码的维护也需要注意,如定期清洁和校准,以保证其精度和准确性。

(五)使用方法不当

   在测量物体重量过程中,工作人员,未使用镊子等特定工具天平砝码,而为方面选择直接用手拿去砝码,导致带有腐蚀性的液体侵蚀金属制成的砝码,如乳酸、氯代物以及尿素氨等,与金属砝码接触之后会形成氯化物,从而改变金属砝码质量,从而出现误差现象。

二、计量检测中天平砝码检定误差原因控制要点分析

(一)严格控制天平砝码制作工艺

在计量检测中,天平砝码是非常重要的工具,用于校准天平的准确性和精度。然而,天平砝码自身也存在一定的误差,因此需要进行误差控制,以确保测量结果的准确性和可靠性。 首先,天平砝码的制造和选择非常关键。制造天平砝码的材料和工艺必须具备稳定性和可追溯性。常用的天平砝码材料有不锈钢、铸铁和黄铜等,这些材料具有稳定的物理和化学性质,能够保证砝码的长期稳定性。此外,制造天平砝码的工艺也需要严格控制,以确保砝码的质量和精度。天平砝码的校准和检验也是误差控制的重要环节。校准是指将天平砝码与标准砝码进行比对,确定其质量和精度的过程。校准应该定期进行,以确保天平砝码的准确性和稳定性。检验是指对天平砝码进行定期检查,以判断其是否出现损坏或磨损等情况。如果发现天平砝码存在问题,应及时修复或更换。 天平砝码的使用和保管也需要注意。在使用天平砝码时,应避免过度振动或碰撞,以免影响其精度和稳定性。在保管天平砝码时,应将其放置在干燥、清洁和稳定的环境中,避免与其他物品接触,以防止损坏或污染。

(二)使用天平注意事项

  工作人员在使用天平砝码进行计量检测时,首先须打开电源,然后进行一段时间的自我重量调节,在调节过程中,不可使用天平砝码。例如,在使用传统天平砝码前,工作人员需主需要确保天平两侧托盘处于平衡、静止状态,方可进行使用。在使用天平进行测量时,应确保天平放置在稳定的平台上,避免受到外界振动干扰。同时,应尽量避免天平暴露在阳光直射或者有强烈电磁场的环境中,以免影响天平的准确性。 其次,天平的初始校准也是控制误差的重要环节。天平的使用方法也会对测量结果产生影响。在使用天平时,应尽量避免将物体直接放置在天平盘上,而应使用称量纸或者称量瓶进行测量。这样可以避免物体与天平盘直接接触,减少因接触产生的误差。同时,在称量过程中,应尽量保持天平盘的平衡,避免物体偏斜或者倾斜。天平的维护保养也是控制误差的重要环节。在使用天平之前,应检查天平是否正常工作,如有异常应及时进行维修或更换。同时,应定期对天平进行清洁和校准,以保持天平的准确性和稳定性[2]

(三)检测梳理天平误差控制

  部分天平砝码在检定过程中,难以避免会受到多种不可控因素有影响。天平砝码具有一定不确定性,如使用,电压表、弹簧测力计以及温度计等多种仪器时,需要在使用多类型仪器进行测量之前,需要对其进行调零,并且确定使用标准,以便得到更为精准的数值。针对天平误差控制来说,也需要对其进行误差检测处理。通常情况下,检测物体质量的专业计量天平砝码一般都会保存在特定的工具箱内,有效避免空气中多种因素影响。为减小误差,可采取一些修正措施,如使用温度补偿器对砝码进行温度修正,使用磨损补偿器对砝码进行磨损修正等。 如下表2所示,为综合测量准确度分析表。

 

综合测量准确度

校准公式

 

X

Y

 

Mx

 

My

 

Mz

 

公式1

 

 

3.5

0.8

 

0.5

 

 

3.4

 

1.4

 

公式2

 

4.0

1.0

0.5

4.0

0.7

公式3

 

3.8

1.2

 

1.1

3.9

0.8

2综合测量准确度分析表。

 

(四)定期检查更换天平砝码

  通过对经过腐蚀的天平砝码进行调查研究发现,一般天平砝码检定周期为一年,具体检查以及更换期限需根据天平砝码的维护使用频率相应调整。如天平砝码长期处于潮湿环境或者在使用过程中出现掉落、碰撞等情况时,需及时进行检查,在必要情况下及时更换。在对本确认度量等级之后,将其存放在相对干燥取土。部分天平砝码是由金属元素制作而成,并且具有较高的使用频率,不能进行一次性封闭性真空保存,而是应寻找被氧化与保存之间的平衡点。在频发使用天平砝码之后,需要定期对其进行处理,并及时更换零件,确天平砝码即便是经过一段时间使用之后,误差仍然控制在允许范围内。当在实践过程中,天平砝码使用频次到达一定次数之后,在确保被测物体质量准确性的同时,严格按照相关规定使用天平砝码,确保其不能超出允许误差范围之外[3]

结语:综上所述,天平砝码的误差控制是计量检测中非常重要的一环。通过制造和选择优质的砝码、定期进行校准和检验、注意使用和保管,并进行误差修正,可以有效控制天平砝码的误差,确保测量结果的准确性和可靠性。这对于各行业的计量工作都具有重要意义,尤其是在科学研究、工程设计和质量控制等领域。

参考文献:

[1]栾克举.计量检测中天平砝码检定误差原因与控制研究[J].中国标准化,2023(08):185-188.

[2]闫昱桦.计量检测标准中天平砝码检定误差原因与控制[J].中国标准化,2023(02):155-157.

[3]姜海明.计量检测中天平砝码检定误差原因与控制[J].大众标准化,2022(01):184-186.

 

 

 


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