质量比较仪的校准工作

质量比较仪本质上是一种特殊性质的电子天平，它的主要功能是对精度要求非常高的物体进行测量，目前主要在国家标准质量实验室、校准实验室等领域应用，具有很好的应用效果。但是质量比较仪的校准工作也经常会受到磁场、空气浮力、温度、湿度等因素的影响。本文在质量比较仪校准技术指标的基础上，分析了在校准工作中出现的问题，同时针对这些问题提出了解决对策。

1、质量比较仪校准技术指标

质量比较仪校准过程中的技术指标包括重复性指标、灵敏度指标和偏载误差指标这几个方面，具体的解析如下：

1.1校准标准

(1)质量比较仪在进行校准的过程中，配置砝码的重要标准不是极ng准度高低，而是稳定性，Zdi的要求是砝码的质量在测试的过程中不出现变化。基于这个原则，对于实际分度值在0.001毫克以下的质量比较仪，一般情况下可以配置E2等级或者以上的砝码，对于实际分度值在0.01毫克和1毫克之间的质量比较仪，可以配置F1级别或者以上级别的砝码。

(2)在灵敏度的测试中，使用的是灵敏度砝码，这种砝码的等级要适应质量比较仪的分辨力，具体的选择标准如下：对于实际分度值在0.001毫克以下的质量比较仪，一般情况下可以配置E2级别或者以上的砝码；对于实际分度值在0.01毫克以上的质量比较仪，可以配置质量比较大的灵敏度砝码。

1.2校准环境要求

质量比较仪在进行校准的过程中会受到温度、空气湿度等因素的影响，所以在使用质量比较仪进行校准时要将温度控制在(18～23)℃，温度的波动要控制在0.2℃左右，空气的相对湿度要控制在30%一70%。同时质量比较仪要放置在一个比较稳定的工作台上，这个工作台的刚度和抗震性要好；此外工作环境中不能存在振动源，以免产生强烈的空气波动；工作室要避免阳光直射，工作室内的照明装置要和工作台保持一定的距离。

1.3校准准备工作

(1)对于新安装的质量比较仪来说，在进行校准之前要静置一段时间，使得内部的器械达到平衡，然后对水平泡进行调节，将质量比较仪处在水平位置上。(2)在校准过程中需要使用的砝码应提前放在工作室中，使它的温度和工作室的温度保持一致。(3)在使用之前，要对质量比较仪进行充分的预热，使它的内部条件达到一个很好的热平衡，一般情况下预热时间要保持在两个小时以上。

1.4重复性检测

进行重复性检测时要参考“ABBA”或者“ABA”循环法来进行，以一个“ABBA”或者“ABA”循环周期为一个测试过程，然后计算A和B的平均值。在进行了N次循环之后，用贝塞尔公式对N次循环之后结果的标准偏差进行计算，以一倍的标准偏差作为A和B平均值的重复性结果。在测量的过程中，读取数值的时候一般情况下要在数值稳定之后的(10—30)秒内读取，并且每次读取数值时间隔的时间要保持一致。

1.5偏载误差校准实验

对于自动校准的质量比较仪，它的偏载误差可以看做已经包含在重复性测试结果中；对于不能进行自动校准的质量比较仪，它的偏载误差的计算可以通过以下方式来进行：在质量比较仪的ZX和秤盘的各个偏心位置分别放置Zda称量砝码，然后计算每个位置显示出来的数值和ZX位置显示出来的数值的差，这些差值中Zda差值和Z小差值的差就是偏载误差。

1.6灵敏度测试实验

进行质量比较仪的灵敏度测试时，它的载荷点要选在Zda称量位置上，在有很多分度值的情况下，载荷点要选在各个分度值量程范围的Zda称量处，然后根据公式来进行灵敏度的测量和计算。

2、影响质量比较仪校准工作的因素

质量比较仪在工作中很容易受到外界环境的影响，从而出现偏差，对质量比较仪容易产生影响的外部环境有以下几个方面：

(1)磁场环境。

外部的磁场环境和砝码的磁环境都会对质量比较仪的校准工作产生影响。

(2)空气浮力因素的影响。

不同的砝码受到的空气浮力的影响程度也不同，一般来说，对于F1、F2、M3、M2、M1等级别的砝码来说，在测量的过程中，对于空气浮力因素是可以不进行考虑的，同时对于E2级的砝码来说，在一般的情况下也可以不对空气浮力进行考虑。但是在以下几种情况下，就需要对空气浮力进行考虑：

①温度因素。当外界的温度比质量比较仪正常工作的温度或高或低时，或者被测量砝码的温度和周围环境的温度不同时，就需要考虑空气浮力来对质量比较仪进行校正。

②气流因素。在测量的过程中，当气流的速度超过了规定的速度指标的时候，就需要考虑空气浮力对质量比较仪进行校正。

③震动因素。当由于大地的震动引起测量环境出现不稳定时，就需要考虑空气浮力对质量比较仪进行校准。

④砝码的清洁度。在测量之前必须保证砝码的清洁，如果砝码出现污损不能恢复同时又必须使用时，就需要考虑空气浮力来对质量比较仪进行校准。

3、质量比较仪校准工作的改进方法

(1)完善砝码的配置标准，扩大砝码配置的重量范围，同时在制定砝码的标准时可以不对砝码的等级进行严格控制，允许存在一定的偏差，但是一定要保证砝码磁性符合规定性标准，以增强砝码的使用范围。这样既解决了一些实际工作中存在的困难，又不会影响比较仪的测量结果。

(2)在对质量比较仪(特别是大质量比较仪)的校准环境进行规定时，可以不用那么严格，只要保证质量比较仪的工作环境满足上述的温度、湿度、工作环境的稳定度、工作环境的光照度即可。在实际的校准工作中，结合质量比较仪的工作状态，对实际的环境进行相对的校准，保证质量比较仪能够正常的工作即可。

(3)在校准结果应用方面可以参考以下两条建议：

①在校准结果应用方面可以以重复性的校准结果为主，可以通过将重复性的校准结果和评定砝码不确定度时的重复性结果进行比较，以此来检测质量比较仪重复性结果的准确性。

②采用进行局部示值误差测量时的扩展不确定度。这个不确定度的数值源自质量比较仪的重复性测量，也综合反映了比较仪的计量特性，可以用来检测比较仪和砝码量传要求的符合度。

4、结语

质量比较仪是一种进行精密测量的仪器，在使用之前要根据说明书进行合理的安装和静置，然后进行预热；在使用的过程中要根据《质量比较仪校准规范》的要求来操作，进行重复性实验、灵敏度实验和偏载误差实验，得出实验结果。在实验的过程中要控制好实验室的温度、湿度、温度的波动、气流的震动、光照等条件，创造一个合适的测量环境有利于保证测量结果的极ng准性。