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稱量小課堂｜可讀性0.1mg的天平能用來稱0.1mg的樣品嗎？
當(dāng)你擁有一臺最大量程是220克，可讀性（分度值）是0.1毫克的實(shí)驗(yàn)室分析天平時(shí)，能否用它稱量0.1毫克的樣品呢？
在實(shí)驗(yàn)室工作中，很多實(shí)驗(yàn)人員在使用天平稱量樣品時(shí)都有這個(gè)疑問。對于該問題，答案是否定的。其原因是天平能顯示的最小讀數(shù)不等于它最小能稱量的量。天平的準(zhǔn)確稱量起點(diǎn)與其稱量結(jié)果的不確定度直接相關(guān)，即我們常說的稱量結(jié)果的相對誤差。當(dāng)稱量一個(gè)無窮小的質(zhì)量時(shí)，其稱量結(jié)果的相對誤差會趨于無窮大。例如，使用0.1毫克精度的天平稱量0.1毫克的樣品，其相對誤差可能達(dá)到100%，這樣的測量結(jié)果沒有實(shí)際意義。
如果遵循電子天平銘牌上標(biāo)注的最小秤量，至少可以基本保障結(jié)果的準(zhǔn)確性。
從計(jì)量學(xué)的角度來看，如果滿足天平銘牌的最小秤量的要求，則表明其稱量結(jié)果能滿足國際法制計(jì)量組織（OIML）R76國際建議的要求，符合國際貿(mào)易等領(lǐng)域的規(guī)范。而對于不同的行業(yè)和需求，也有更嚴(yán)格的法規(guī)進(jìn)行規(guī)范，例如：“EURAMET第10號校準(zhǔn)指南”，“美國藥典第41章”和“歐洲藥典第2.1.7章”等等。
圖2. 從左往右：國際法制計(jì)量組織OIML，EURAMET第18號校準(zhǔn)指南，美國藥典
國際法制計(jì)量組織（Organisation Internationale de Métrologie Légale，簡稱OIML）成立于1955年，旨在處理包括衡器在內(nèi)的法制計(jì)量器具和法制計(jì)量學(xué)的一般問題和基本問題。中國自 1985年起成為正式成員國，由國家技術(shù)監(jiān)督局代表國家參加其活動。因此，在中國銷售和使用的稱重類儀器（包括天平、秤等衡器）都應(yīng)強(qiáng)制遵循OIML R76的相關(guān)規(guī)范和要求。
那么“OIML R76”是如何定義準(zhǔn)確的稱量起點(diǎn)呢？
OIML引入了最小樣品量（Minimum Capacity）的概念，它根據(jù)天平的精度等級和讀數(shù)精度確定天平的最小樣品量。對于相應(yīng)精度等級和讀數(shù)精度的天平，OIML R76規(guī)定的最小樣品量是一個(gè)固定值。例如，對于一臺精度等級是I級、最大量程2.1克、可讀性0.1微克的天平，OIML R76規(guī)定其最小樣品量是0.01毫克。在法制計(jì)量領(lǐng)域要求強(qiáng)制執(zhí)行該最小樣品量。
賽多利斯經(jīng)過國家型式批準(zhǔn)的天平，如Cubis® II系列天平，在銘牌和顯示屏上都有標(biāo)識符合OIML R76規(guī)定的最小樣品量值，見圖3.
圖3. 賽多利斯Cubis® II系列實(shí)驗(yàn)室天平銘牌示例和操作顯示屏示例中均顯示了OIML R76規(guī)定的最小樣品量（紅色標(biāo)記處）
上面闡述的是通用法規(guī)的要求，但對于使用者而言，天平稱量時(shí)考慮其最小樣品量，對結(jié)果及工作是有實(shí)際意義。天平要考慮最小樣品量是基于對稱量的相對誤差（即相對不確定度）的考量。如圖4所示，不安全的操作范圍與天平稱量的相對誤差相關(guān)，樣品質(zhì)量越接近天平稱重范圍的零點(diǎn)，結(jié)果受到相對誤差的影響就越大，因此，設(shè)定合理的準(zhǔn)確稱量起點(diǎn)尤為重要。
圖4. 天平的安全操作范圍