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在用電子天平的檢定與計算

閱讀:4163        發(fā)布時間:2011-3-18

1 對規(guī)程有關(guān)方面的理解

 

關(guān)于各載荷點(diǎn)的湊整前實(shí)際指示值和示值誤差的計算
  通常,示值誤差E由下式來確定:E=L-Lo,L為天平指示值;Lo為標(biāo)準(zhǔn)砝碼的標(biāo)稱值。但對電子天平來說,這樣計算示值誤差是不科學(xué)的。因?yàn)?,電子天平是?shù)字顯示方式,其示值的變化不是連續(xù)的,而是以階躍形式進(jìn)行。這樣,當(dāng)天平的實(shí)際示值處于相鄰兩個數(shù)字之間時(即在+d/2~-d/2)范圍內(nèi)),實(shí)際示值總是按一定的數(shù)字化整方式,以某一相鄰數(shù)字顯示出來,因此,數(shù)字顯示值除含有實(shí)際模擬示值外,還包含著數(shù)字化整誤差。在對
電子天平
進(jìn)行檢定時,應(yīng)當(dāng)剔除這個數(shù)字化整誤差,找到實(shí)際模擬示值,以準(zhǔn)確確定電子天平的示值誤差,為此可采用附加小砝碼尋求數(shù)字轉(zhuǎn)換點(diǎn)來進(jìn)行湊整計算的方法。其具體過程是:對某一檢定點(diǎn)用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)砝碼Loi加載,此時天平顯示值為Ii,然后將d/10值的附加小砝碼Z逐個增加至△Loi時,顯示數(shù)字增加一個字或在相鄰兩個示值間轉(zhuǎn)換跳動。此時即可知數(shù)字化整誤差為d/2-△Loi,而實(shí)際模擬值為Ii+d/2-△Loi;由此得到該檢定點(diǎn)的示值誤差E=(Ii+d/2-△Loi)-Loi,這就是檢定電子天平示值誤差的常用計算公式。但在檢定過程中,根據(jù)電子天平的e與d關(guān)系的不同,可作一些簡化;如規(guī)程說明對e≥5 d的電子天平允許不采用附加小砝碼尋求數(shù)字轉(zhuǎn)換點(diǎn)的方法而可直接用公式E=L-Lo來進(jìn)行示值誤差的計算。
關(guān)于靈敏度和鑒別力
  鑒別力亦稱分辨力、靈敏性,它與機(jī)械衡器中的靈敏度是*不同的概念。靈敏度是指對于一個給定的重量變化△m,衡器的指示值相應(yīng)能發(fā)生的示值變化△L。它對電子天平來說是沒有實(shí)際意義的。而鑒別力則是表征衡器對微小載荷的反應(yīng)能力,也即要引起衡器示值有一個可發(fā)覺的變化需要添加的重量是多少,對電子天平來說,鑒別力才是一個有意義的概念。
關(guān)于實(shí)際分度值d和檢定分度值e
 
 
 在天平的檢定工作中,經(jīng)常會出現(xiàn)實(shí)際分度值和檢定分度值兩個概念,它們分別表示什么含義及相互間存在怎樣的關(guān)系呢?根據(jù)NO76-1《非自動衡器》中定義,電子天平的實(shí)際分度值系指相鄰兩個示值之差,它表示電子天平的讀數(shù)能力;而檢定分度值則是用于天平(包括機(jī)械天平)的分級和檢定的,是以質(zhì)量單位表示的值。在用電子天平的e與d遵照下述關(guān)系:d≤e≤10 d。

2 在用電子天平的檢定與計算

 

  JJG98-90中指出,在用電子天平的檢定主要包括以下內(nèi)容:鑒別力和靈敏度的檢定;zui大允許誤差的檢定;重復(fù)性的檢定;偏載檢驗(yàn)。下面分別對它們作簡要說明:
2.1 鑒別力的檢定
  前面說過,對電子天平只有鑒別力是有意義的,因而不存在靈敏度的檢定問題。對鑒別力的檢定,比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆椒ㄊ牵合葘⑾喈?dāng)于檢定載荷(規(guī)程指出載荷選用空載、全載或二者中一種)示值L的砝碼加在天平盤上(其中有10個d/10的小砝碼),然后逐個取下d/10的小砝碼至顯示值變?yōu)長-d時,再加上一個d/10的小砝碼,此時將質(zhì)量為1.4 d的砝碼輕輕加到稱盤上,顯示值應(yīng)變?yōu)長+d。但在一般情況下,在用電子天平的鑒別力不會有問題,所以多數(shù)情況下可以直接用質(zhì)量為1.4 d小砝碼試一下即可,其過程、方法如田淑英同志在文中所述。對于d≤1 mg或e>2d的電子天平,規(guī)程中說明允許免檢其鑒別力。
2.2 各載荷點(diǎn)zui大允許誤差的檢定
  電子天平的zui大允許誤差是指天平的線性度(或稱線性誤差),它與天平的準(zhǔn)確度等級和稱量有關(guān)(具體數(shù)值參見JJG98-90第8頁表8),目的是判定天平的示值誤差是否在規(guī)程規(guī)定的范圍之內(nèi)。在檢定時,除按規(guī)程要求選取檢定點(diǎn)外,還應(yīng)根據(jù)被檢電子天平的e與d關(guān)系來確定是否應(yīng)該對每一被檢點(diǎn)采用附加小砝碼尋求數(shù)字轉(zhuǎn)換點(diǎn)的方法來找到該檢定點(diǎn)的實(shí)際模擬值,以確定其示值誤差。下面以兩個具體實(shí)例對這一問題作比較說明:
  例1:今有一電子天平,zui大稱量為6100 g,d=100 mg,e=10 d,對其zui大允許誤差的檢定和數(shù)據(jù)計算處理如表1。

 

表1   g

 

載荷L

 

指示值I

 

示值誤差
E=I-L

 

zui大允
許誤差
MPE

 

 

 

 

 

0.0

 

0.0

 

-0.2

 

0.0

 

-0.2

 

±1

 

200.0

 

200.0

 

199.8

 

0.0

 

-0.2

 

1000.0

 

999.9

 

999.8

 

-0.1

 

-0.2

 

3000.0

 

2999.7

 

2999.7

 

-0.3

 

-0.3

 

5000.0

 

5000.0

 

5000.1

 

0.0

 

0.1

 

6000.0

 

6000.3

 

6000.2

 

0.3

 

0.2

 

±2

 

6100.0

 

6100.2

 

6100.3

 

0.2

 

 

0.3

 

 

 

 

從表1中可看出,各被檢點(diǎn)示值誤差均在允許誤差范圍內(nèi),故該電子天平的各點(diǎn)示值誤差合格。
  例2:今有一電子天平,zui大稱量為20 kg,e=d=0.1 g,對其zui大允許誤差的檢定和數(shù)據(jù)計算處理如表2。

 

表2  g

 

載荷L

 

指示值I

 

添加載荷△L

 

湊整前實(shí)際指示值
P=I+d/2-△L

 

示值誤差
E=P-L

 

zui大允
許誤差
MPE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0

 

0.0

 

0.0

 

0.06

 

0.05

 

-0.01

 

0.00

 

-0.01

 

0.00

 

±0.1

 

1000.0

 

1000.0

 

1000.0

 

0.04

 

0.04

 

1000.01

 

1000.01

 

0.01

 

0.01

 

5000.1

 

5000.1

 

5000.1

 

0.06

 

0.06

 

5000.09

 

5000.09

 

-0.01

 

-0.01

 

10000.0

 

10000.0

 

10000.1

 

0.04

 

0.04

 

10000.01

 

10000.11

 

0.01

 

0.11

 

±0.2

 

15000.0

 

15000.2

 

15000.2

 

0.04

 

0.05

 

15000.21

 

15000.20

 

0.11

 

0.10

 

20000.0

 

20000.1

 

20000.1

 

0.05

 

0.06

 

20000.10

 

20000.09

 

0.10

 

 

0.09

 

 

 

 

從表2中可看出,各被檢點(diǎn)示值誤差均在允許誤差范圍內(nèi),故該電子天平各點(diǎn)的示值誤差合格。(示值誤差按數(shù)據(jù)修約規(guī)則進(jìn)行了處理)
2.3 天平重復(fù)性誤差的檢定與計算
  重復(fù)性是描述電子天平在相同的測量條件下,同一載荷多次稱量結(jié)果之間的差值,是衡量電子天平能否提供一致結(jié)果的能力。JJG98-90中規(guī)定重復(fù)性檢定在空載和加載狀態(tài)下進(jìn)行,測定次數(shù)應(yīng)根據(jù)電子天平準(zhǔn)確度級別的不同而異,檢定過程及數(shù)據(jù)處理方法按JJG98-90第45頁表18進(jìn)行,對e≥5 d的電子天平則可以省略用附加小砝碼尋求數(shù)字轉(zhuǎn)換點(diǎn)進(jìn)行湊整計算的過程,而直接用天平示值減去砝碼質(zhì)量值來計算重復(fù)性誤差。對重復(fù)性誤差可用極差法或標(biāo)準(zhǔn)偏差法來評定,但以極差法常用。
2.4 偏載檢驗(yàn)(四角誤差檢驗(yàn))
  進(jìn)行此項(xiàng)檢驗(yàn),應(yīng)注意根據(jù)使用要求來確定是用滿載還是1/3 FS作為檢驗(yàn)載荷,因?yàn)椴煌臋z驗(yàn)載荷zui終檢驗(yàn)結(jié)果是不同的。同時JJG98-90要求:標(biāo)準(zhǔn)天平四角誤差等于zui大值與zui小值之差;而非標(biāo)準(zhǔn)天平等于各點(diǎn)修正后的示值誤差中的zui大者,但規(guī)程允許用各點(diǎn)的示值與中心點(diǎn)的示值之差的zui大者作為四角誤差來簡化檢定程序。在實(shí)際檢定工作中,檢定人員可根據(jù)實(shí)際情況靈活操作,這里不作詳細(xì)論述。

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