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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?

來源:德國賽多利斯集團   2024年08月05日 09:13  

當你擁有一臺最大量程是220克,可讀性(分度值)是0.1毫克的實驗室分析天平時,能否用它稱量0.1毫克的樣品呢?稱量小課堂|可讀性0.1mg的天平能用來稱0.1mg的樣品嗎?

在實驗室工作中,很多實驗人員在使用天平稱量樣品時都有這個疑問。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。天平的準確稱量起點與其稱量結果的不確定度直接相關,即我們常說的稱量結果的相對誤差。當稱量一個無窮小的質量時,其稱量結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,其相對誤差可能達到100%,這樣的測量結果沒有實際意義。


如果遵循電子天平銘牌上標注的最小秤量,至少可以基本保障結果的準確性。


從計量學的角度來看,如果滿足天平銘牌的最小秤量的要求,則表明其稱量結果能滿足國際法制計量組織(OIML)R76國際建議的要求,符合國際貿(mào)易等領域的規(guī)范。而對于不同的行業(yè)和需求,也有更嚴格的法規(guī)進行規(guī)范,例如:“EURAMET第10號校準指南”,“美國藥典第41章”和“歐洲藥典第2.1.7章”等等。

 

 

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圖2. 從左往右:國際法制計量組織OIML,EURAMET第18號校準指南,美國藥典

 

國際法制計量組織(Organisation Internationale de Métrologie Légale,簡稱OIML)成立于1955年,旨在處理包括衡器在內(nèi)的法制計量器具和法制計量學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)都應強制遵循OIML R76的相關規(guī)范和要求。


那么“OIML R76”是如何定義準確的稱量起點呢?


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。在法制計量領域要求強制執(zhí)行該最小樣品量。

 

賽多利斯經(jīng)過國家型式批準的天平,如Cubis® II系列天平,在銘牌和顯示屏上都有標識符合OIML R76規(guī)定的最小樣品量值,見圖3.

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圖3. 賽多利斯Cubis® II系列實驗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,天平稱量時考慮其最小樣品量,對結果及工作是有實際意義。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,樣品質量越接近天平稱重范圍的零點,結果受到相對誤差的影響就越大,因此,設定合理的準確稱量起點尤為重要。

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圖4. 天平的安全操作范圍

 

 

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