质量比较仪检定/校准方法的探讨

　　0　引言

　　目前,检定/校准质量比较仪,仍然使用现行的JJG98—1990《非自动天平试行检定规程》。由于质量比较仪是使用比较测量的方法,用于确定 测试砝码与已知质量的参考砝码之间的差值时,用JJG98—1990的技术指标来衡量其合格与否,显得不适用。其主要体现在:1)JJG98—1990要 求对电子天平进行各载荷点的最大允许误差检定,要求各载荷点误差均要符合该载荷点的允差要求。而质量比较仪是对两质量接近的砝码进行比较,测量两者的差 值,对于具体到该载荷点的示值是否超差,已无意义。再者,由于有些质量比较仪具有极高的分辨力,受所用标准砝码本身允许误差或测量不确定度的局限,要用直 接衡量的方法来检测质量比较仪的全量程范围内准确度是否超差,也不可能实现。2)在进行重复性测试时,JJG98—1990要求对电子天平的空载和加载状 态下进行。在加载测试时,要求对空载和加载状况下读数,测量出在该载荷下的天平实际示值,重复多次,然后用极差法或三倍标准偏差表征该电子天平的重复性。 而实际使用质量比较仪时,最普遍的使用方法是采用“ABBA”或“ABA”循环法比较衡量,(其中A表示参考砝码,B表示测试砝码,其排列顺序表示加放在 质量比较仪砝码盘上的先后顺序),以一个“ABBA”或“ABA”循环为一次测试,取A、B平均差值作为衡量结果。这种循环测量方法,可以基本消除比较仪 线性漂移的影响。

　　因此,如果直接采用JJG98—1990的重复性评估方法来评定质量比较仪的重复性,必然会放大质量比较仪的重复性误差,不能真实反映质量比较 仪的技术特征。广东省计量研究院近几年先后购置了多种型号规格的质量比较仪,如SARTORIUS公司产的CC6、CC50、CC111、C1000、 CC310、CC2001、CC5001、CC20000等,在此根据几年来的使用心得及工作实践经验,探讨一下质量比较仪的检定/校准方法。

　　1　质量比较仪的主要技术指标

　　质量比较仪的主要技术指标包括重复性、灵敏度及偏载误差,这也是考察一台质量比较仪是否能满足砝码量值传递的关键要求。

　　2　检定/校准使用的标准

　　1)测试质量比较仪重复性、偏载误差及测试比较仪灵敏度配衡使用的砝码,其准确度的高低并不十分重要,重要的是砝码的稳定性,至少要求砝码质量 在短时间内(在测试的全过程内)不会发生变化。因此,对于实际分度值d≤0.001mg的比较仪,一般E2级或以上级别砝码均可符合要求。对于 0.01mg≤实际分度值d≤1mg的比较仪,F1级或以上级别砝码均可符合要求。

　　2)测试质量比较仪灵敏度用的灵敏度砝码,其等级要和比较仪的分辨力相适应。可按以下原则选择:灵敏度砝码的扩展不确定度(k=2)要和比较仪 的分辨力在同一数量等级,并且由灵敏度砝码的扩展不确定度(k=2)引起的示值变化与灵敏度砝码引起的示值变化之比要等于或优于1/1000。对于实际分 度值d≤0.001mg的比较仪,一般要求E2级或以上级别砝码,必要时要使用砝码的实际质量值并考虑其不确定度的影响。灵敏度砝码质量不能太小,否则, 由分辨力误差带来的不确定度影响会增大。一般选择500d~10000d,对于实际分度值优于0.001mg的比较仪,考虑到测试的可操作性,即有无相应 的灵敏度砝码,可选择较大质量的灵敏度砝码。