宣武地磅/台秤仪器检测校准计量外校

一 用模拟变送器模拟各种变送器

　　举例1：用模拟变送器模拟一台Pt100温度变送器。模拟Pt100温度变送器的测量范围为0~100℃，输出的标准电流为（4~20）mA。使用模拟变送器，把输出项目设置为电流，测量项目为热电阻，类型为Pt100，接线制设置为四线制（实际使用的Pt100为几线制就设置为几线），温度单位设置为℃（摄氏度），输入的下限值为0℃，输入的上限值为100℃，输出的下限值为4mA，输出的上限值为20mA，转换函数为Linear（线性函数）。开始测量时，当模拟变送器测量温度为50℃时，输出的电流为10mA。

二 用模拟变送器测量不带数字显示的各种计量仪表

　　举例1：测量一台没有数字显示的红外高温计探头。高温计探头的测量范围为600℃~1600℃，输出的标准电流为（4~20）mA。

　　使用模拟变送器把测量项目设置为测量电流，输入的下限值为4mA，输入的上限值为20mA，输出的下限值为6mA，输出的上限值为16mA，转换函数为Linear（线性函数）。开始测量时，当模拟变送器显示值为8.025mA时，没有数字显示的红外高温计探头当前温度为802.5℃。

　　举例2：测量一台没有数字显示的一氧化碳报警器探头。一氧化碳报警器探头的测量范围为（0~1000）×10-6，输出的标准电流为（4~20）mA。

　　使用模拟变送器把测量项目设置为测量电流，输入的下限值为4mA，输入的上限值为20mA，输出的下限值为0mA，输出的上限值为10mA，转换函数为Linear（线性函数），开始测量时，当模拟变送器显示值为3mA时，没有数字显示的一氧化碳报警器探头当前的气体浓度值为300×10-6。

三 用模拟变送器校准各种变送器

　　模拟变送器可以模拟各种量程的电测设备。把模拟变送器和被校准变送器连接在电路中，根据变送器的输出量来设置模拟变送器的输入量，根据变送器的量程来设置模拟变送器的输出量。

　　举例1：校准一台Pt100温度变送器。Pt100温度变送器的测量范围为0~100℃，二线制，输出范围为（4~20）mA。用标准电阻箱作为标准器，输入50℃的电阻值（119.40Ω），把模拟变送器的输入端连接到Pt100温度变送器的输出端，把模拟变送器的测量项目设置为测量电流，输入的下限值为4mA，输入的上限值为20mA，输出的下限值为0mA，输出的上限值为10mA，转换函数为Linear（线性函数）。开始测量时，当模拟变送器显示值为5.005mA时，模拟变送器测量温度为50.05℃。Pt100温度变送器在50℃的误差为0.05℃。

　　模拟变送器在计量工作中的用处不仅如此，本文只为抛砖引玉，希望同行们能发掘出模拟变送器更大的用途。
世通检测是一家全国性、化第三方仪器检测服务公司。
作为中国仪器检测服务行业的领跑者，世通仪器检测在全国主要经济圈广东、江苏、重庆、陕西布局了大型实验基地，先后在广东，江苏，四川，福建、河南、湖南等地成立 10 多家分公司及办事处，为用户提供本地化服务。




广东省世通仪器检测服务有限公司 2005 年成立于广东省东莞市。2007 年经国家实验室认可委员（CNAS）认可，认可号 L3170，国际实验室互认组（ILAC-MRA）互认授权，并在广东省质量技术监督局合法备案。



广东省世通仪器检测校准中心实验室面积 2000 多平方米，实验室校准源，拥有福禄克、惠普、安捷伦、菊水、新天等大批进口、国产仪器一千余台套，覆盖校准检测范围广。中心设有：力学、长度、衡器、电学、电磁、热工、理化、光学、几何量、电力、轻工等校准检测实验室。

电子天平的测量

JJG1036-2008《电子天平检定规程》规定，天平须安装在洁净、无尘、无强气流、无震动及无强电磁场的环境中，天平室内温度恒定。

电子天平，安装环境严格按要求来选择和布置。实验室需选择在距离公路、铁路等震源50米以外的地方，区间内没有强电磁场。实验室只拥有一处出入口，不能共用或作为通道。天平不能靠近窗户，因为太阳照射产生的热空气对流会有很强的气涡流，对天平的计量性能将产生很大的影响。天平佳的安放位置应设在房屋墙角，结构坚固、震动小。购置的防震台，或搭建的操作台应使墙面和实验台留有10cm的距离，减少环境的震动对天平造成的影响。采用移动门，实验室为恒温恒湿实验室，使用的空调和恒湿器，出风口不能直接对着天平，避免空气流动影响。选择人工光线照明，使用荧光灯，灯具不能离天平太近，防止热辐射对天平的干扰。

供电电源应符合厂商标注的电压和频率，当供电电源在电压范围220V±10%，频率范围50Hz±2%出现波动时，天平应能保持固有的计量性能。

天平的预热

新一代的电子天平为减小热噪声对传感器的影响，更利于稳定与准确地称量，将主要发热器件、变压器移到天平的外部，成为一个立部分，有利于天平的热平衡。这类天平通常都没有类似普通电器的电源开关，天平通上电，显示器上即使没有显示，天平也已处于预热状态，天平上的开关键只是开关的显示器。经常称量的天平不必拔掉电源，尤其是微量和超微量天平，在条件许可的情况下，可以长期不断电保持天平始终处于预热状态。

天平的水平

天平的水平调节，也是称量结果的重要步骤。新一代电子天平都具有自动水平监测系统，天平倾斜时，显示提示，并自动调节水平，不需要观察物理水泡，能可靠预防因震动、触碰、挪动等原因造成的天平倾斜影响。

天平的水平

天平预热之后不适宜马上投入使用，要进行一定的加载、卸载来运动天平。电磁力平衡式传感器中的弹性支承体由一定的簧片组成，通过簧片，传感器进行力值传递。天平在平衡、失衡、再平衡之间，电磁力平衡地调整后，终显示出质量值。天平预热中，传感器的弹性支承体实际还是一直处于休眠状态，如果在这时使用天平，将会影响天平加载和回零的效果，导致称量值的不稳定。实践中，实际分度值大于0.1mg，可以省略运动天平或减少加、卸载次数，置零后可直接进行称量。但对于实际分度值小于0.1 mg的电子天平，则进行这一操作，否则得不到稳定称量结果。这类天平在停止工作超过30min后，重新称量时，也需要进行少量的加、卸载天平来运动天平。


天平的校准

天平的校准，是正确使用电子天平的重要一步。电子天平采用电磁力平衡传感器，采用电磁力与重力相平衡原理来测量物体质量，测量结果与重力加速度相关，重力加速度的大小与天平所处的海拔高度相关。天平位置的变化引起海拔高度变化，是天平校准原因。天平的校准是通过空载和加载对应的标准砝码，记录下天平各点的平衡电流值。称量样品时，运用空载和标准砝码各点平衡电流值，通过校准技术，运算出称量物的质量。在不同的环境和条件下，天平表征平衡电流值是不相同的。理论上，工作中天平环境或者自身都是变化的。为平衡电流值能随外部环境和自身的变化而改变，天平严格实行日常校准。电子天平拥有高灵敏度的特性，实际分度值极其微小，有0.01mg的，甚至更小，对环境或者自身的变化极为敏感，所以电子天平的日常校准更为重要。校准的频率，可根据环境变化和实际工作来判定，比如工作实验中需要长时间的大量重复称量时，期间需要再次校准天平。

新一代电子天平都设计了自校功能，并且天平可以感知外部温湿度发生变化，或长时间使用后自动进行校准，以确保每一次称量的准确性。做好校准工作，才能电子天平的正常工作。

天平的称量
样品在天平内称量时，容易受到环境的影响，震动、气流、温度、湿度、静电、磁性及样品的自身变化，这些因素都会使称量结果发生偏差。称量中应尽量缩短样品的称量时间，同一个实验，应选择同一台天平，这样可减少天平引入的系统误差和随机误差。这是电子天平称量使用的一个总的原则。

1.样品和容器的温度 

称量时，保持样品和容器与称量室具有相同的温度；温度不相同时，称量室内会产生上下扰动气流；电子天平使用时，极易引起示值的漂移，或者错误的称量结果。实验员不能直接用手触摸容器，应使用较长的镊子或样品勺夹取容器，工具应避免长时间在称量室内活动，引起称量室温度的变化。因此，每次称量时，所有样品和工具都需要在恒温恒湿的实验室，放置（4~5）h。实验证明，样品的温度比称量室低时，称量的值比实际值大，反之称量的值比实际值小。

2.样品的吸湿性或挥发性

称量有吸湿性的样品和挥发性的样品时, 应该减少称量时间，否则天平显示值会逐渐变大或者变小。为称量好这类样品，要选择合适的容器，如选择有盖子的容器，以减少样品的吸湿或挥发。

3.样品和容器的静电现象

使用万分之一及以上高度天平称量粉末状样品时，会发现天平显示值比较难稳定，显示值会有规律地增加或者减少，这就是静电引起的。静电是由粉末或颗粒状样品与绝缘容器摩擦而产生的，没有好的泄放路径，这些静电就不能消除或者至少需要几小时才能缓慢地消除。称量中，这些静电会对天平产生一个除样品重量以外的作用力，这个作用力不稳定地存在，导致测量值重复性差。消除或减小静电的方法，需要电源插座的接地端与大地有良好接地，也可以购买外置的离子风机或去静电笔。

4.样品的磁性

各种电子天平称量带磁性的物体时都比较复杂，这些称量的物体一靠近秤盘，天平壳体就产生磁力，难以称量。如在称量铁精粉中，铁精粉就极易与称量盘相互吸引，天平误认为是加载，影响了电磁力平衡，对称量结果产生一定的影响。解决这个问题直接的方法就是加大样品与称量盘之间的距离，降低磁力对样品的影响。可将样品放置在非磁性高的玻璃量杯或非磁力的支架上，加大与称量盘的距离。条件允许下，可以对样品进行去磁，还可以将样品放在导磁良好的合金容器内，让其磁力线沿合金容器内壁形成自封闭，减少磁力的影响。

5.空气浮力干扰

根据阿基米德定理，样品的比重越低，体积越大，称量结果的误差就会越大。消除方法为试样称量完毕后，减去空气的重量。排除空气的重量＝被称试样的体积×空气的重量（20℃，约1.2mg/m3）。进行称量时，须测定空气的密度，空气的密度与大气压力、环境温度和湿度相关。
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JJG539-2016《数字指示秤检定规程》(以下简称“新规程”)自2017年5月30日实施以来已近两年时间。在实际检定工作中，笔者发现实际存在的一些问题与新规程的要求有差别，并通过实践经验的积累对新规程提出一些粗浅的看法，以供大家探讨。    

一、“计量的安全性”问题

　　新规程6.1条计量安全性是这样要求的:秤不应具有易于做欺骗性使用的特性，在其明显易见位置应注明“本秤不具备欺骗性使用的特征”的字样；禁止任何不破坏铅封就能对秤进行与计量性能有关的参数调整，经检定合格后加检定机构的铅封。但是，在实际检定工作中发现，商场、超市和集贸市场所使用的数字指示秤绝大部分不符合新规程有关计量安全性的要求，其具体情况如下:　　1.“本秤不具备欺骗性使用的特征”的问题　　市场上绝大部分的数字指示秤都没有在其明显易见位置注明“本秤不具备欺骗性使用的特征”的字样，即使有这样的“字样”，也是标注在秤的背面非明显易见的位置。因此，建议新规程细化这项规定，要求该字样与秤的称量显示屏在同一个平面上，而且对该字样的字体大小要有明确规定。　　2.秤体上“铅封”的问题　　检查中未注明“字样”的商家的数字指示秤，绝大部分都可以通过显示屏上的数字键输入密码并进行简单的操作，以达到修改与计量性能有关参数的目的，这个过程不需要破坏“铅封”，而这些密码和操作方法很容易从秤的销售商那里得到的，所以这些秤体上的“铅封”就是一个摆设，即使加上检定机构的铅封也是没有实际意义的。　　3.上述数字指示秤都具备制造计量器具许可证的标志和编号，如果在计量性能符合规程要求的情况下，针对以上存在的两点问题对“计量的安全性”做出否定结论，这将导致市场上相当数量的“数字指示秤”不合格。如果回避“计量的安全性”的问题，这又违背了“新规程”的初衷。
    
二、“计量器具标识内容”问题

　　1.“检定分度数”的问题　　新规程6.4.2条h)要求标注检定分度数n， k)若n大于3000时，应注明“不允许室外使用”。但是，实际上绝大部分数字指示秤没有这样的标注。　　2.“大皮重值”的问题　　新规程6.4.2条i)要求标注大皮重值，并且与大皮重值有关的检定项目有“除皮准确度”和“除皮后的称量”。但是，在实际检定工作中没有发现一台数字指示秤标注有“大皮重值”。检定人员为了完善检定原始记录，不得不假设一个个“大皮重值”，从而计算出一排排假设的数据。　　3.“工作温度范围”的问题　　新规程6.4.2条和7.2.1条要求标注工作温度范围一般为-10℃～40℃。但是，实际检定情况还是没有这样标注的字样。 
三、“检定结果的处理”问题

　　1.新规程既没有说明判定检定合格的具体判定原则，也没有说明新规程实施前后生产的秤在检定结果的处理上有无区别对待。例如，两台分别是2017年5月30日前后生产的数字指示秤，按照检定规程的要求，每台秤的检定项目都有10项。怎么判定合格与否在规程中没有详细说明。但是，在实际检定工作中又做出判定，笔者的判定原则是在“计量性能检定”项目中，如果有一项不合格就判定该秤为不合格，对通用技术要求的检定项目(特别是计量的安全性)只好放宽判定，否则，市场上绝大部分的数字指示秤都要被判定为不合格。但是，这样的判定原则有违新规程制定的要求。　　2.新规程7.6.1是这样要求的“经检定或后续检定合格的秤，发给检定证书或贴检定合格标志，并施加检定机构的铅封”。针对这一条笔者的看法是:其一，检定合格的秤发给检定证书和检定合格标志，而不是二者选其一；其二，粘贴检定合格标志应该有具体要求，而不是随意张贴在哪里都可以，应该要求秤的制造商在明显易见的位置预留出规定尺寸的空白，用来粘贴检定合格标志；其三，秤的显示仪表应该设计一个用于计量性能参数调整的开关(一般称为标定开关)，并在这个开关上安装可以加铅封的装置。
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广东省世通仪器检测服务有限公司本次扩项主要扩展在电力高压类仪器，建筑工程、流量、光学等仪器的校准，同时还有电力安全工具、生物安全柜和洁净房的检测。