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淺談衡器校準(zhǔn)的必要性和可靠性：

衡器的誤差實(shí)際上是連續(xù)變化的，但是目前的檢定規(guī)程允差標(biāo)準(zhǔn)卻是分階段不 連續(xù)的，給出的結(jié)論也是籠統(tǒng)的，然而在實(shí)際使用中是需要明確誤差的。本文介紹了通過(guò)采取校 準(zhǔn)的方法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)衡器性能較全面的評(píng)價(jià)。既保證了規(guī)程的執(zhí)行，又滿足了實(shí)際的需求。

衡器作為計(jì)量器具廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)及商業(yè) 領(lǐng)域，它能否為使用者提供*可靠的計(jì)量結(jié)果、保 證消費(fèi)者的切身利益，是我們計(jì)量工作者的基本義 務(wù)和職責(zé)。

目前校準(zhǔn)是*個(gè)在計(jì)量領(lǐng)域得到普遍重視的檢 測(cè)方法。校準(zhǔn)：是指在規(guī)定條件下，為確定測(cè)量?jī)x器 或測(cè)量系統(tǒng)*指示的量值，或?qū)嵨锪烤呋驑?biāo)準(zhǔn)物質(zhì) *代表的量值，與對(duì)應(yīng)的由標(biāo)準(zhǔn)*復(fù)現(xiàn)的量值之間 的*組操作。它有別于*般的測(cè)試和檢定，是在檢 定的基礎(chǔ)之上對(duì)計(jì)量器具性能的全面描述。因此， 得到社會(huì)的廣泛好評(píng)，但在衡器領(lǐng)域目前重視尚顯 不夠、開(kāi)展的也不多。

其實(shí)，衡器作為分布廣泛、使用頻繁的*基本計(jì) 量器具，歷來(lái)受到生產(chǎn)、使用和管理部門(mén)的*度重 視。在科技人員的不懈努力下，衡器領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo) 準(zhǔn)、檢定規(guī)程隨著衡器制造技術(shù)的發(fā)展、*度的提* 及使用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，而得到完善。特別是，隨著 我國(guó)改革開(kāi)放的不斷深入，為了和*接軌，我國(guó)于 上世紀(jì)八十年代在計(jì)量領(lǐng)域逐步采用了*建議。 因此，我國(guó)衡器方面的計(jì)量檢定規(guī)程，在1984年發(fā) 生了根本性的變革。1984年前，我國(guó)衡器檢定規(guī)程， 普遍實(shí)行的是相對(duì)誤差的概念。在每*測(cè)試點(diǎn)，測(cè)得 的相對(duì)誤差基本能反映出相應(yīng)測(cè)試點(diǎn)的*誤差。 當(dāng)時(shí)習(xí)慣給出此秤千分*的*度等結(jié)論。

在1984年之后，我國(guó)參照有關(guān)*建議頒布了 《非自動(dòng)衡器等級(jí)*度要求》既1003-84)在這本檢 定規(guī)程中，基本上拋棄了原有的參照線性變化的相 對(duì)誤差的概念，而*次引入分段規(guī)定*允差的誤 差概念。在這本規(guī)程中引入了*大秤量MaX)、分度 戮n)和分度值d)之間的關(guān)系，既d=Max/n。從此，判斷*個(gè)秤的等級(jí)*度及合格與否,*由上式及不 同量程的*誤差判斷，而不再計(jì)算測(cè)試點(diǎn)的相對(duì) 誤差。這當(dāng)然與*建議統(tǒng)*,有利于快速判斷被檢衡器能否滿足某*等級(jí)要求。這*點(diǎn)《非自動(dòng) 衡器等級(jí)*度》既555-96)得到近*步的強(qiáng)化。

但是,這*變化卻忽略了衡器傳力、示值顯示及 誤差實(shí)際變化的連續(xù)性，忽略了衡器不同使用點(diǎn)的 *誤差對(duì)使用者的實(shí)際意義。歷史上,杠桿秤及 彈簧度盤(pán)秤等模擬秤，尤其現(xiàn)如今使用傳感器的數(shù) 字指示秤,其誤差的變化趨勢(shì)基本上是連續(xù)的。這 樣就形成了制造、使用方面誤差的連續(xù)變化與管理 部門(mén)允差階段要求的矛盾。特別是隨著技術(shù)進(jìn)步， 傳感器價(jià)格大幅度降低、技術(shù)性能的提*，使得電子衡器被大量、廣泛的使用。因此，這樣就形成了衡器 誤差變化的連續(xù)性、實(shí)際使用的任意性和檢定規(guī)程 允差要求嚴(yán)重的背離。盡管這個(gè)問(wèn)題在評(píng)價(jià)衡器的 基本性能時(shí)，仍能較好的得出結(jié)論，但與實(shí)際的需求 是有*定的差距的。隨著以傳感器為計(jì)量原理的衡器的使用，衡器在工業(yè)控制中*起的作用 越來(lái)越重要，用戶決不**要求衡器合格與否。在 化工、醫(yī)藥和建材行業(yè)常常對(duì)使用點(diǎn)的誤差有明確 的要求。作為計(jì)量工作者有義務(wù)、也有能力把用戶 的需求與*的法律法規(guī)統(tǒng)*起來(lái)。

特別是傳感器性能的提*己基本決定衡器的性能。目前，電子秤的示值誤差基本為線性。故，如 果我們?cè)?*階段誤差來(lái)評(píng)價(jià)衡器，就會(huì)人為地 降低衡器在不同量程的*度。如為3級(jí)秤，在490e 量程處，其允差為0.5e，相對(duì)*度0.1%;而在510e 量程處，其允差為1.0e，相對(duì)*度為0.2%。其實(shí)際情況并不是這樣，他們兩點(diǎn)的誤差變化是連續(xù)的，甚至是線性的?？梢?jiàn)，**按照檢定規(guī)程來(lái)評(píng)價(jià)衡器的 性能是不客觀的，對(duì)用戶也是不負(fù)責(zé)任的。其實(shí)，歷 史上我們*直在回避這個(gè)現(xiàn)象，時(shí)常采取在檢定證 書(shū)上附加測(cè)試報(bào)告的方法，來(lái)解決上述問(wèn)題。但是 檢定證書(shū)是針對(duì)有檢定規(guī)程而言，測(cè)試報(bào)告是針對(duì) 無(wú)規(guī)程的計(jì)量器具來(lái)說(shuō)的，二者存在矛盾。

校準(zhǔn)這*定義的基本內(nèi)涵可較好地解決上述出 現(xiàn)的問(wèn)題，只是先前衡器計(jì)量方面運(yùn)用的較少。因 此，我們認(rèn)為在化工、醫(yī)藥和建材行業(yè)等對(duì)使用點(diǎn)有 明確誤差要求的衡器，進(jìn)行校準(zhǔn)工作并出具校準(zhǔn)證 書(shū)是很有必要的。

目前，天津*衡器室巳在非自動(dòng)衡器方面 開(kāi)展了衡器校準(zhǔn)工作。經(jīng)過(guò)我們的探索，基本形成了 *套實(shí)用的方法，博得用戶的肯定。我們基本的原則 是：在認(rèn)真理解相關(guān)檢定規(guī)程的基礎(chǔ)上，參照檢定規(guī) 程的要求，在檢定項(xiàng)目上進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑黾樱詽M足實(shí) 際使用的要求并符合檢定規(guī)程的條款。其具體過(guò)程 如下：

1、示值*性的確定

參照Fi標(biāo)準(zhǔn)砝碼的檢定過(guò)程，對(duì)量限進(jìn)行可行 的等分再加上10e，500e，2000e，Max確定校準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn) 行誤差測(cè)試，確定是否符合規(guī)程相應(yīng)等級(jí)要求，計(jì)算 修正誤差。與此同時(shí)計(jì)算各測(cè)試點(diǎn)的相對(duì)誤差，用百 分?jǐn)?shù)表示并以其中*大的相對(duì)誤差確定衡器的整體 *度。把數(shù)據(jù)以相對(duì)誤差及等級(jí)的形式（如x%-CE)打印在校準(zhǔn)證書(shū)上，明示于用戶。由用戶確定其 衡器使用的可靠性。

2、重復(fù)性的確定

縱觀其他的計(jì)量?jī)x表，*大量限的60%-80%的量程部分是計(jì)量?jī)x表*度、使用*頻繁的部分，衡器也不例外。而現(xiàn)有規(guī)程規(guī)定重復(fù)性的測(cè)試點(diǎn)為半程和全程。但是半程在實(shí)際當(dāng)中使用的時(shí)候并不多，而滿量程則很少使用。以電子汽車(chē)衡為例， 列表如下：

噸位(t) 分度值(d) 半程   60%~80%   全程

30t 10kg 15t 20t(2000e) 18~24t   30t

50t 20kg 25t   30~40t 40t

2000e) 50t

80t 20kg 40t 40t(2000e) 48~64t   80t

100t 50kg 50t   60~80t   100t(2000e)

由此可見(jiàn)，衡器的常用量幾乎無(wú)*例外的落入 半程以外，2000e之間。我們?cè)跈z定工作中，也基本 統(tǒng)計(jì)得出這*結(jié)論。如，諾維信*）生物技術(shù)有限 *，是*家生產(chǎn)生物酶中間體的丹麥*，其在生 產(chǎn)控制中使用的衡器，為2噸，其計(jì)量點(diǎn)為1.5噸， 并要求*度**。正好是2噸的75%，落在60%— 80%區(qū)域內(nèi)。我們?cè)趯?shí)際購(gòu)秤等方面，也經(jīng)常自覺(jué)不 自覺(jué)地利用了黃金分割點(diǎn)這*法則：0.618的黃金 點(diǎn)。而將常用量限定在量限的60%—80%，來(lái)確定衡器的噸位。

當(dāng)然，規(guī)程規(guī)定的50%的重復(fù)性的測(cè)定，也有 其道理。規(guī)程涵蓋了相應(yīng)*含衡器的種類和量限，如3級(jí)秤的量限就定為20eMax,這樣為了照顧大多 數(shù)，似乎也只能這樣規(guī)定。而校準(zhǔn)則有其特性，它是 建立在檢定之上的*種過(guò)程。正如校準(zhǔn)定義*說(shuō)： 是指在規(guī)定條件下，為確定測(cè)量?jī)x器或測(cè)量系統(tǒng)* 指示的量值，或?qū)嵨锪烤呋驑?biāo)準(zhǔn)物質(zhì)*代表的量值， 與對(duì)應(yīng)的由標(biāo)準(zhǔn)*復(fù)現(xiàn)的量值之間的*組操作。校 準(zhǔn)的過(guò)程，也就是盡可能地復(fù)現(xiàn)儀器實(shí)際使用的情 況，*大限度的給出儀器*度的*性和可信度。 故通常我們?cè)诹肯薜?/span>80%處做重復(fù)性校準(zhǔn)。

3、常規(guī)項(xiàng)目的檢定

除以上項(xiàng)目的校準(zhǔn)外，零點(diǎn)的檢定、鑒別力的檢 定、偏載的檢定、外觀的檢定等，基本依照規(guī)程要求 進(jìn)行。

4、非常規(guī)項(xiàng)目的校準(zhǔn)

我們對(duì)用戶特別提出的其他*些校準(zhǔn)點(diǎn)，如增 加測(cè)試點(diǎn)*性的測(cè)試、其他測(cè)試點(diǎn)的重復(fù)性校準(zhǔn)， 按用戶的要求，參照規(guī)程及*建議進(jìn)行。

在上述工作完成后，我們對(duì)校準(zhǔn)的衡器基本有 了全面的評(píng)價(jià)，既不違反檢定規(guī)程的要求，也能按照實(shí)際的使用狀態(tài)，給用戶*個(gè)滿意的結(jié)果。由用戶按 自己的使用要求，對(duì)*校準(zhǔn)的衡器進(jìn)行管理。讓用戶 做到心中有數(shù)。

本工作的結(jié)果就是*大限度的利用了衡器的價(jià) 值，避免了向過(guò)去那樣，諸如：檢定不合格、停止使 用；或降級(jí)使用的現(xiàn)象。反而，還會(huì)有*些衡器，由于 某些測(cè)試點(diǎn)修正值的給出、重復(fù)性的穩(wěn)定，而用到使 用要求更*的環(huán)境上。這對(duì)我國(guó)建立節(jié)約型社會(huì)也 大有好處。

當(dāng)然，對(duì)強(qiáng)檢的衡器，不論校準(zhǔn)結(jié)果如何，其還 是由檢定規(guī)程決定其*度級(jí)別。