主题：【分享】你真的了解电子天平吗？这里看过来！

原文由 检测老王(Ins_02e64b16) 发表:
感谢刘老师的分享

之四：掌控称量的温度“魔力

      上面我们主要针对电子天平的称量原理，校准的定义及分类，砝码的基础知识以及与天平度之间的关系等方面为大家做了科普式的讲解，特别是在校准的分类方面进行了详细的梳理，想必大家一定对严谨而又考究的天平校准技术留下了深刻的印象吧！其实在天平的称量中，还有一只无形的大手牢牢地掌控着称量的结果，这就是温度。下面将为你展现这只大手到底有哪些奇妙的魔力！

称量原理的问题

      在上面关于校准的分享中，我们对电子天平的称量原理做了简要的介绍，同时也提到温度、湿度等环境因素也会影响电子天平的传感器，但至于是怎么影响的只是卖了个关子。那么今天我们就来走进电子天平的传感器内部，来一起探究温度是怎么影响称量的。

电子天平一般采用电磁力平衡传感器，其称量原理如下图所示：






      电子天平在加载前，电磁力平衡传感器处于初始平衡状态。当被测物置于称量盘后，立柱和遮光板在被测物重力的作用下向下移动，光敏二级管D2检测到发光二极管D1发出的光，并产生电流信号，经过I/V变换电路、PID调节器，转变成与被测物重量相对应的电流并驱动动圈，在永磁体的磁场作用下，动圈产生向上的电磁力，使遮光片向上移动，D2输出的电流信号减小，直至遮光片重新回到初始平衡位置，D2的输出电流降为0。此时，动圈产生的电磁力F与被测物重力相当，即F=G=mg，其中m为被测物体的质量，g为重力加速度。

      同时，根据电磁力公式F=BLI sinθ，其中B为气隙磁场的磁感应强度，L为动圈（受力导线）的有效长度，I为动圈电流，θ为通电导体与磁场的夹角。由于传感器中动圈的规格尺寸已固定，所以其B和L均不再改变，而θ为90°，故sinθ=1，因此F 的大小与I成对应关系。综合之前的描述，即得出m=BLI / g。

      当温度恒定时，B和L是定值，g也是恒定值，则m与I成正比，通过检测动圈电流，就可以间接得到被测物体的质量。当环境温度变化或过流元件发热时，B和L均会发生改变，造成m与I不再成比例关系，使电子天平产生较大的非线性测量误差。

      值得一提的是，当电子天平处于预热阶段时，随着内部温度升高，磁感应强度B会逐渐下降, 同时I也会减小，这样就导致电磁力F变小，天平失去平衡，因此示值会呈现正的单方向漂移。而天平只有经过充分预热，使磁钢达到热平衡，这一变化过程结束，天平才达到平衡，再利用去皮功能，使显示置零，此时天平才处于真正的可使用状态。

操纵天平的无形之手

      电子天平会根据所在的环境而发生变化的，正常情况下，不同度级别的天平对温度范围和温度波动度的要求各不相同，度级别越高，对环境温度的要求就越苛刻。根据国家标准的相关规定，电子天平的正常工作条件需要满足以下表格的具体要求：



      温度最主要的影响就是其变化会带来热胀冷缩，对电子天平就反映在传感器中细小而又精密的部件之间间隙的改变，这些变化会被灵敏的天平记录下来，从而影响读数的性。如果没有特定的工作温度范围，电子天平的正常温度条件为10℃~30℃，计量性能应符合国家标准对单次称量结果的示值误差，以及多次称量或在不同位置称量的示值误差（重复性和偏载）的相关规定。

      温度变化是影响电子天平称量结果性的重要因素之一，而实验室由于早晨和中午会有一定的温差、以及电子天平设备发热、人员流动等原因，一天中最高温度与最低温度之间往往能够达到10℃。这对天平的影响是显而易见的，那么我们如何做才能消除温度对称量结果的影响呢？首先，天平在使用过程中，要尽可能地处于一个温度相对稳定的环境，当天平所处的环境温度有较大的变化时，天平的称量结果会发生漂移，比如从低温的仓库移到温暖的实验室，需要让天平在使用环境中通电预热一定的时间；其次，当温度变化超过一定范围时，我们可以通过校准将这种漂移消除。

      通电时间的长短能够有效地避免温度变化对天平的影响。一般来说，天平的精度越高，需要预热的时间越长。在这里建议，十万分之一天平预热时间在4小时以上，万分之一天平预热时间在1小时以上。

END

来源：奥豪斯

原文由 刘彦刚(pxsjlslyg) 发表:

为了避免不确定因素带来的不良影响，就需要在使用电子天平之前进行校准，并在使用周期中进行定期的校准，特别是在对称量结果准确度和精确度敏感的应用中。校准（Calibration），是通过一组称量活动，来检测天平的各项计量性能，包括误差和不确定度的分析等。作为一种良好的称量习惯，校准能够有效地保证称量的可靠性。通过校准，能够检测出天平的工作性能，避免物料浪费、返工、过渡使用后的产品召回，定期校准并执行日常测试是降低相关风险的最佳方法。

      然而，对于一字之差的“校正”，含义却有微妙的差别。校正（Adjustment），又称标定，是在测量系统中进行的一组操作，提供与将要测量的数量的给定值一致的规定指示。天平在投入使用前、工作一段时间以后、或者变更位置后，都需要进行校正，以消除重力加速度、环境干扰因素等导致的称量误差。通常，需要使用高精度的标准砝码来对天平进行量程校正。综上所述，通过定期的校准和校正，可以减少天平的称量误差，并且对天平的计量性能有一个全面的把握，确保称量结果满足实验和生产的要求。

        在日常工作中，大家往往比较容易混淆“校准”和“校正”的概念，对于这种严格意义上微妙差别，习惯上大家会有一定程度的通用性，校正也可以被认为是狭义上的校准，本文接下来的内容主要是在此基础上进行讨论。

我记得以前刘老师也讨论过校正与校准的概念区别。看来这两个概念确实还很不统一，缺少权威的定义。这篇文章前面说的区别我比较认同。但是后面说的校准方法部分，我认为应该叫做校正才对。

原文由 xx_dxd_xx(xx_dxd_xx) 发表:
我记得以前刘老师也讨论过校正与校准的概念区别。看来这两个概念确实还很不统一，缺少权威的定义。这篇文章前面说的区别我比较认同。但是后面说的校准方法部分，我认为应该叫做校正才对。

你说的太对了。

谢谢分享！

电子天平的最小称量的意义在于,在小于最小称量时,根据天平可能产生的误差,其相对误差可能较大,但绝对误差仍应在允许误差范围内,可以用于称量。现在我国的电子天平检定规程相对于电子天平的国家标准和OIMLR76《非自动衡器》国际建议存在的最明显的区别就是，电子天平的国家标准和OIMLR76《非自动衡器》国际建议均规定了电子天平的最小检定分度值是1mg，因为根据OIMLR76的描述，检定分度值是确定天平允许误差的分度值，是需要能够经过验证的，但目前可以实际应用的砝码最小为1mg（微克组砝码仍处于科研使用阶段）。而我国的JJG1036电子天平检定规程为了结合我国的实际使用情况，并为规定天平的最小检定分度值，所以在天平未明确标注时可认为是e=10d。但实际检定中会发现对于d=0.001mg\d=0.0001mg的电子天平如果按e=10d检定，将没有任何等级砝码可以满足使用要求。所以现在推荐对于这种天平都按e=1mg检定，这样才能符合国家标准要求。而且电子天平在申请型批时，最小检定分度值也是1mg。如果确有需要天平称量准确度要达到0.01mg\0.001mg则应该配备相应的砝码进行比较测量

在选择检定电子天平的砝码时，所使用的砝码的等级必须能够满足天平检定的需求。这里所说的等级不仅是砝码的允许误差、不确定度，还应包含砝码磁性要求。因砝码存在磁性，在电子天平上会产生不可评价的不确定度，所以砝码磁性引入的不确定度必须可以忽略不计。例如：检定电子天平时，根据电子天平的最大允许误差，应使用E2等级砝码，那么即使其他低等级砝码的实测误差或不确定度满足E2等级砝码要求，也不能随意使用，还需确认该砝码的磁化率、磁化强度同样满足E2等级砝码要求，才能用于该天平的检定

原文由 小骗子(xiaopianzi1209) 发表:
电子天平的最小称量的意义在于,在小于最小称量时,根据天平可能产生的误差,其相对误差可能较大,但绝对误差仍应在允许误差范围内,可以用于称量。现在我国的电子天平检定规程相对于电子天平的国家标准和OIMLR76《非自动衡器》国际建议存在的最明显的区别就是，电子天平的国家标准和OIMLR76《非自动衡器》国际建议均规定了电子天平的最小检定分度值是1mg，因为根据OIMLR76的描述，检定分度值是确定天平允许误差的分度值，是需要能够经过验证的，但目前可以实际应用的砝码最小为1mg（微克组砝码仍处于科研使用阶段）。而我国的JJG1036电子天平检定规程为了结合我国的实际使用情况，并为规定天平的最小检定分度值，所以在天平未明确标注时可认为是e=10d。但实际检定中会发现对于d=0.001mg\d=0.0001mg的电子天平如果按e=10d检定，将没有任何等级砝码可以满足使用要求。所以现在推荐对于这种天平都按e=1mg检定，这样才能符合国家标准要求。而且电子天平在申请型批时，最小检定分度值也是1mg。如果确有需要天平称量准确度要达到0.01mg\0.001mg则应该配备相应的砝码进行比较测量

权威发言哦！

电子天平使用中温度的影响主要还是体现在电子天平传感器温度的变化上。现在好的，高等级电子天平具备传感器温度校准功能，进一步减小了温度的影响。但也要求了天平必须放置在基本恒温的实验室环境下