《计ｔ与测试技术》２０１５年第４２卷第９期 电子天平检定结果符合性判定方法 及标准砝码级别的选择探讨 郑 艺 （南平市建阳区质量计量检测所，福建南平３５４２００） 摘要：Ｆ１级标准砝码检定①级电子天平，符合规程对标准器的选择要求。但示值误差检定值的扩展不确定度不能满足相应要求，示值误差检定结果符 选择 国家标准学科分类代码：４６０．４０３０ 合性判定时，无法忽略不确定度影响。应选择比Ｆ１等级更高的标准砝码检定。 关键词：电子天平；示值误差；符合性评定；标准砝码中图分类号：ＴＨ８１２ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．１５９８８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００４—６９４１．２０１５．０９．０２６ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｂａｌａｎｃｅ Ｔｅｓｔ Ｒｅｓｕｌｔｓ Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｔｈｅ Ｌｅｖｅｌ ｏｆ Ｗｅｉｇｈｔ Ｚｈｅｎｇ Ｙｉ １ 概述 ２．１测量模型 △＝，一 １．１检定依据：ＪＪＧ １０３６—２００８（（电子天平检定规程》。 １．２被检对象：为了方便问题的叙述，选取一台２００ｇ／ ０．１ ｍｇ电子天平作为检定对象。 该天平为①级天平，ｄ＝０．１ｍｇ，ｅ：１０ｄ＝１ｍｇ。根 式中：△一电子天平示值误差； ，＿电子天平示值； 标准砝码质量值。 据ＪＪＧ １０３６—２００８（（电子天平检定规程》规定，测量范围 （０≤ｍ≤５０）ｇ最大允许误差０．５ｅ＝０．５ｒａｇ，（５０＜ｍ≤ ２００）ｇ最大允许误差１．０ｅ＝ｌｒｎｇ。试验测量点数包括空 ２．２电子天平示值，的标准不确定度 （，）评定 电子天平示值，的标准不确定度来源主要有：天平 示值重复性误差、偏载、分辨力３个分项。这里略去测量 重复性、偏载试验过程及数据。其测试结果见表１。５０ｇ 示值，的标准不确定度见表２，２００ｇ示值，的标准不确定 度见表３。 表１偏载、重复性测试结果 载、最小秤量、最大允许误差转换点所对应的载荷、最大 秤量等，不得少于１０个点，其中５０ｇ、２００ｇ为最大允许误 差转换点。 １．３标准砝码：Ｆ１等级，范围１ｍｇ～２００ｇ。规程要求其 扩展不确定度（ｋ＝２）不得大于被检天平在该载荷下最 测试载荷 ５０ｇ ２００ｇ １／２ １／２ 堡望型 ｄＩ／ｄ２ 最大值和最小值之差Ｄ ０．２ｍｇ ０．４ｒａｇ 大允许误差绝对值的１／３。２００ｇ／Ｆ１级砝码的ＭＰＥ值 １ｍｇ，其扩展不确定度０。３ｒａｇ（ｋ：２）；５０ｇ／Ｆ１级砝码的 ＭＰＥ值０．３ｒａｇ，其扩展不确定度０．１ｍｇ（ｋ＝２），因此Ｆｌ 级砝码满足规程要求。 重复性测试ｌ０次 示值误差的标准差ｓ ０．０７３８ｍｇ ０．１１６ｍｇ ｄｌ：秤盘中心到砝码中心距离，ｄ２：秤盘中心到一个角的距离 表２电子天平示值，的标准不确定度汇总表（５０ｇ砝码） １．４环境条件：温度一般为室内温度。在检定期间所记 录的最大温差，不超过１ ｏＣ的１／５，相对湿度不大于 ８０％。 １．５其他影响量及供电电源均符合ＪＪＧ １０３６—２Ｏ０８要求。 １．６测量方法：用标准砝码直接加载、卸载的方式。分 段测量天平示值与标准砝码之差，即为示值误差。 ２不确定度的计算 ２．３标准砝码 的标准不确定度 （￡）评定 其来源为标准砝码质量误差、标准砝码质量不稳定 收稿日期：２０１５—０６—０９ 郑艺：电子天平检定结果符合性判定方法及标准砝码级别的选择探讨 带来的分量。 （１）Ｆ１／５０ｇ、Ｆ１／２ＯＯｇ砝码的最大允许误差ＭＰＥ分 别为：０．３ｍｇ、ｌｍｇ，扩展不确定度分别为Ｕ＝０．１ｍｇ、 ０．３ｍｇ，ｋ＝２，故有 Ｆ１／５０ｇ砝码质量的的标准不确定度分量： ／．Ｚ（Ｌ１）＝Ｕ／ｋ＝０．１ｍｇ／２＝０．０５ｍｇ Ｆ１／２００ｇ砝码质量的标准不确定度分量： Ｍ（ １）＝Ｕ／ｋ＝０．３ｍｇ／２＝０．１５ｍｇ 表３电子天平示值，标准不确定度汇总表（２００ｇ砝码） （２）砝码质量不稳定性引起的不确定度分量“（Ｌ ） ＪＪＧ９９—２００６规定，砝码的质量不稳定度不大于砝 码最大允许误差的１／３，估计为均匀分布，则其引入的标 准不度为“（ ）： ，故有Ｆ１／５０ｇ砝码质量不稳定的 “（Ｌ２，＝ ＝ －ｏ．唧７ｍｇ Ｆ１／２００ｇ标准砝码的 （Ｌ２）＝ ＝ －ｏ． ４ｍｇ 合成标准砝码不确定度 （Ｌ）：ｕ （Ｌ ）＋ｕ （Ｌ：），故有 Ｆ１／５０ｇ：Ｍ（ ）＝￣／Ｍ （ １）＋ （ ） ＝Ｊｏ．０５ ＋０．０５７７ ＝０．０７６３（ｍｇ） Ｆ１／２００ｇ：ｕ（Ｌ）＝￣／“ （ ）＋ （￡２） ＝Ｊｏ．１５ ＋０．１９２４ ＝０．２４４（ｍｇ） ２．４ ５０ｇ、２００ｇ测量点的示值误差合成标准不确定度／Ｚ （△） ５０ｇ：／／＇ｃ（△）＝￣／／ｕ （，）＋ｕ （ ） ＝Ｊｏ．０８４ ＋０．０７６ ＝０．１１３（ｍｇ） ２００ｇ： （△）＝￣／ （，）＋Ｍ （ ） ＝Ｊｏ．１３３ ＋０．２４４ ＝０．２７８（ｍｇ） ２．５ ５０ｇ、２００ｇ测量点的示值误差扩展不确定度Ｕ（ｋ＝ ２ ５０ｇ：Ｕ：ｋｕ （△）＝２×０．１１３＝０．２２６（ｍｇ） ２０％：Ｕ＝ｋｕ （△）＝２×０．２７８＝０．５５６（ｍｇ） ３示值误差检定值的评定 ３．１评定方法：将被检电子天平与相应的的检定规程要 求比较，在检定的量值点上得到的被检电子天平的示值 误差，再将示值误差与被天平的最大允许误差相比较确 定被检天平是否合格。 ３．２示值误差符合性评定的基本要求 （１）按照ＪＪＦ １０９４《测量仪器特性评定》的规定，对 测量仪器特性进行评定时，若评定的示值误差的不确定 度满足以下要求：评定示值误差的测量不确定度与被评 定测量仪器的最大允许误差的绝对值（ＭＰＥＶ）之比小于 １ 或等于１／３，即ｕ９ ≤÷ 叼 时，Ｊ 示值误差评定的测量 不确定度对符合性评定的影响可忽略不计。此时合格判 定依据为： ①Ｉ△ｌ＜￣ＭＰＥＶ判为合格。 ②Ｉ△Ｉ＞ＭＰＥＶ判为不合格。 （２）考虑示值误差评定的测量不确定度后的符合性 评定 当评定示值误差的测量不确定度与被评定测量仪器 的最大允许误差的绝对值（ＭＰＥＶ）之比不满足小于或等于 １ １／３要求时，即 ＞÷ Ｅ 时，必须要考虑示值误差的测 Ｊ 量不确定度对符合Ｉ生评定的影响。此时判定依据为： ①Ｉ△ｌ＜￣ＭＰＥＶ一 判为合格。 ②ｌ△Ｉ＞ＭＰＥＶ＂４－ 判为不合格。 ￣ＭＰＥＶ—Ｕ９ ＜１，５ Ｉ＜ＭＰＥＶ＋ ５判为待定区。 当测量仪器示值误差的评定处于待定区时，可以通 过采用准确度更高的计量标准，改善环境条件、增加测量 次数和改善测量方法等，以降低示值误差的测量不确定 度后再进行合格评定。 ４本次检定的判定依据 本次检定相应检定量值点（５０ｇ、２００ｇ）的ｉ贝０定不确 １ 定度都不满足ｕ９ ≤÷ＭＰＥＶ，不能忽略不确定度的影 Ｊ 响，应当按本文３．２（２）的方法进行判定。 ５存在问题 本次检定是根据被检天平的示值最大允许误差 ＭＰＥＶ，按检定规程ＪＪＧ １０３６中７．１．１．１条“应配备一组 砝码，其扩展不确定度（ｋ＝２）不得大于被检天平在该载 荷下最大允许误差绝对值的１／３”之规定，选取了Ｆ１等 级标准砝，实验室环境条件以及其他影响量，也完全符合 ＪＪＧ １０３６—２００８检定规程要求，但是示值误差的测量不 １ 确定度未能满足 ≤÷』Ｊ ｌ Ｅ ，致使检定结果无法进行 简单的比较（１△Ｉ与ＭＰＥＶ比较）直接判定。在实际检定 工作中，如果每台电子天平检定完毕都要对其进行不确 定度的评定，然后按本文“３．２．２考虑示值误差评定的测 （下转第５３页） 张三元：浅析压力变送器的安装与使用中故障的解决方法 ３故障与解决 （２）差变送器高低压导管接反。 ３．１ 变送器的线性不好 （３）管道内介质流动方向与设计相反。 故障现象：检定一台压力变送器时零点和终点都是 （４）差压变送器出故障。 负误差，但中间某一点正误差严重超差，靠增减量程和升 经检查，差压变送器是正常的，输出量随差压信号的 降零点都无法调整使误差在允许范围内。 变化而变化，连接导管无堵塞无泄漏，而是高低压导压管 原因分析：线性不合格的仪表可以靠增减量程和升 接反引起。 降零点的调整使其合格，因为中间点误差超差，所以靠调 解决方法：将孔板的安装防线反接。但对于智能压 整零点和量程时不能把一起仪表调整合格的。智能变送 力变送器来说，如果高低压导管接错，只要将检测部件和 器的准确度高低，取决于两个因素：一个是敏感元件，一 传送部件的相对位置转动１８０。即可。 个是电子转换电路的准确度。 ３．４差压变送器开机后无指示 解决方法：智能仪器仪表的稳定性不好，多半是敏感 故障现象：一台高压蒸汽流量变送器开机后无指示， 元件出故障，一般很难调整修正，可以调Ａ／Ｄ转换电路 经过一段时间后流量指示才缓慢上升。 进行补正，不过补正的量不是很大。 分析原因：开表未按操作程序操作，将隔离液冷凝水 ３．２仪表引压管堵塞 全部冲走，高压蒸汽进人变送器膜盒内，影响变送器的正 故障现象：在生产过程中某压力变送器输出变化缓 常工作。通常在高压蒸汽或有腐蚀性介质的测量系统， 慢，甚至无变化。 为防止变送器膜盒部件损坏，一般均充隔离液，对于蒸汽 原因分析：生产过程中常会遇到被测介质中含有固 系统而言，隔离液就是冷凝水，当差压变送器的三阀组上 体悬浮颗粒粉末、时间长了有的会固化以及管道内锈蚀， 平衡阀被打开后，若同时打开三阀组上高压侧和低压侧 均可以引起引压管的堵塞，使测量无法正常进行。 的截止阀，引压管内原已存在的冷凝水会因差压作用而 解决方法：拆除引压管进行疏通清洗处理即可。 被冲入蒸汽管道，使高温蒸汽进入变送器膜盒，而变送器 ３．３差压变送器高低压导管接反 的温度太高将导致测量数据失真，甚至损坏设备。 故障现象：一流量测量系统，一次元件为孔板，差压 解决方法：拆开差压变送器检查，在该变送器膜盒没 变送器为测量仪表。当设备投入运行后，差压变送器的 有被高温蒸汽损坏的情况下，等待几小时后引导管内产 输出不但不上升，反而示值往零位以下移动。 生冷凝水后仪表自然就有指示恢复。 原因分析：用节流孔板和差压变送器配套的流量测量 系统运行时，仪表示值输出为零以下，可能有以下几种原因： 作者简介：张三元，男，一级计量师，工程师。工作单位：四川省广元市计量 （１）差压变送器高压导管堵塞或泄漏。 检定测试所。通讯地址：６２８０１７广元市利州区东坝育才路１１６号。 （上接第５１页） 平，标准器自身的带来的不确定度已达到删 值的１／ 量不确定度后的符合性评定”的判定标准，对受检的电 ３，最终电子天平示值误差测量值的不确定度是无法达到 子天平进行符合性判定，是非常繁琐和效率低下的，在实 １ 际工作中难以实施。 ≤÷删咂 要求的，Ｊ 会造成检定结果无法直观判定。 ６措施：选择更高一等级的标准砝码进行检定 建议规程对此条进行适当修改，提高对标准砝码的准确 从对上述不确定度分量的的数据分析可知，Ｆ１等级 度要求。 标准砝码带来的不确定度 （Ｌ）在示值误差测量不确定 参考文献 １ 度Ｍ （△）中的占的比重大，致使 ＞￣－ＭＰＥＶ。如果选 ［１］ＪＪＧ ９９—２００６（砝码检定规程》． Ｊ ［２］ＪＪＧ１０３６—２００８（电子天平检定规程》． 用Ｅ２等级的标准砝码进行检定，用同样的方法进行评 ［３］ＪＪＦ１０５９《测量不确定度评定与表示》． 定计算，Ｅ２／２００ｇ砝码的“（Ｌ）＝０．０５３ｍｇ，Ｅ２／５０ｇ砝码 ［４］ＪＪＦ ｌ０９４《测量仪器特性评定》． 的／Ｚ（Ｌ）＝０．０２４ｍｇ。此时示值误差测量值扩展不确定 ［５］砝码检定规程宣贯材料．福建省福建省计量测试学会质量与衡器 １ 分别为ｖ９５＝０．２８ｍｇ，ｖ９５＝０．１７ｍｇ，基本能满足Ｕ９５≤Ｓ － 专业委员会． ．， ［６］《电子天平》国家计量检定规程宣贯资料（ＰＰ，ｒ）． ＭＰＥＶ要求。 ［７］二级注册计量师基础知识及专业实务（第２版）．中国质检出版社 ７对ＪＪＧ １０３６—２００８检定规程的一点看法 笔者认为，检定规程对检定标准砝码的要求（７．１．１．１ 作者简介：郑艺，女，助理工程师。工作单位：南平市建阳区质量计量检测 条），不尽合理。按此要求选择标准砝码来检定电子天 所。通讯地址：３５３２００福建省南平市建阳区质量计量检测所。