探討關(guān)于在標(biāo)準(zhǔn)砝碼檢定中遇到的問(wèn)題 摘要:標(biāo)準(zhǔn)砝碼檢定是質(zhì)量計(jì)量的重要內(nèi)容，其對(duì)于準(zhǔn)確性的要求是非常高的,但由于檢定過(guò)程中很容易受到環(huán)境、操作等諸多因素的影響，因而砝碼檢定也同樣存在著各種各樣的誤差問(wèn)題，且能夠?qū)|(zhì)量計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性造成直接的影響。為此，本文對(duì)砝碼檢定中的各種誤差問(wèn)題行了分析,并針對(duì)這些誤差問(wèn)題的解決給出了些較為可行的建議。
質(zhì)量計(jì)量工作通常都要靠天平行，而砝碼作為天平的重要組成部分，則在質(zhì)量計(jì)量中發(fā)揮著標(biāo)準(zhǔn)量器的作用，如果標(biāo)準(zhǔn)砝碼的質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量存在差異，那么天平所測(cè)量出的質(zhì)量結(jié)果也會(huì)與實(shí)際質(zhì)量出現(xiàn)誤差，因此，在行質(zhì)量測(cè)量之前，通常都需要行砝碼檢定工作，以砝碼質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。由此可見(jiàn)，對(duì)于砝碼檢定中誤差問(wèn)題的研究是非常具有現(xiàn)實(shí)意義的。
、砝碼檢定中的環(huán)境誤差
質(zhì)量計(jì)量以及砝碼檢定工作雖然通常都是在實(shí)驗(yàn)室中行，而實(shí)驗(yàn)室也會(huì)對(duì)室內(nèi)環(huán)境條件行嚴(yán)格的控制，但實(shí)際環(huán)境條件與環(huán)境控制指標(biāo)不符的情況仍然比較常見(jiàn)，而這些環(huán)境上的異常也就成為了導(dǎo)致砝碼檢定誤差的主要原因之
()溫度誤差
溫度;是質(zhì)量計(jì)量中影響質(zhì)量計(jì)量準(zhǔn)確性的重要因素之- -， 而其對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)砝碼檢定的影響則體現(xiàn)在很多方面。先，溫度變化會(huì)使室內(nèi)空氣密度發(fā)生變化，溫度越高，空氣密度就會(huì)越低，而旦空氣密度發(fā)生變化，那么電子天平就很容易出現(xiàn)平衡點(diǎn)變化等情況。其次，在溫度的變化情況下，天平的橫梁會(huì)受熱證冷縮影響隨之出現(xiàn)不同程度的伸縮，雖然不同材料的橫梁伸縮程度不同，天平的靈敏度也可能會(huì)因溫度變化而出現(xiàn)提升,但對(duì)于質(zhì)量計(jì)量的準(zhǔn)確性卻是非常不利的。此外，除室內(nèi)溫度條件外,天平本身的局部溫度下降同樣會(huì)導(dǎo)致砝碼檢定誤差問(wèn)題，例如在照明設(shè)備、加熱儀器或是試驗(yàn)人員體溫的影響下，天平的某個(gè)方向會(huì)出現(xiàn) 溫度的提升，這樣- -來(lái)，天平受熱側(cè)的質(zhì)量會(huì)出現(xiàn)變化，并導(dǎo)致天平平衡點(diǎn)移動(dòng)，終對(duì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性造成影響。
(二)濕度誤差
除溫度因素外，空氣濕度同樣會(huì)對(duì)砝碼檢定造成影響，空氣濕度可以直接理解為空氣的潮濕程度，這-指標(biāo)與空氣中的水蒸氣含量密切相關(guān)，空氣濕度越高，水蒸氣的含量也會(huì)越高，因此在空氣濕度過(guò)高的情況下，空氣中的水蒸氣就會(huì)使天平上的金屬材料以及部分非金屬材料發(fā)生氧化反應(yīng)，并出現(xiàn)質(zhì)量上的變化。以金屬材料為例，在水蒸氣的影響下，金屬材料發(fā)生氧化反應(yīng)的速度會(huì)加快，并出現(xiàn)銹蝕等情況，銹蝕后的金屬質(zhì)量下降，在砝碼檢定時(shí)自然就會(huì)出現(xiàn)誤差問(wèn)題。同時(shí)，空氣濕度過(guò)高還會(huì)砝碼吸附量的水分子，這些被吸附的水分子會(huì)聚集在標(biāo)準(zhǔn)砝碼表面并形成水膜，而在水膜質(zhì)量的影響下，砝碼質(zhì)量同樣會(huì)發(fā)生變化，并終導(dǎo)致砝碼檢定誤差[1]。另外，為質(zhì)量計(jì)量的安全性，電子天平 .上通常都會(huì)帶有- 定的絕緣材料，在空氣濕度較高的情況下，這些材料會(huì)量吸收空氣中的水蒸氣，并出現(xiàn)電氣性能的下降，這不僅會(huì)影響電子天平的質(zhì)量，同時(shí)隨著絕緣電阻等電氣性能的下降，砝碼檢定的安全隱患也會(huì)增加，嚴(yán)重的甚至?xí)霈F(xiàn)電擊事故。
(三)磁性誤差
標(biāo)準(zhǔn)砝碼磁性是種礦物在受到外磁場(chǎng)影響后受到吸引力或排斥力的現(xiàn)象，在質(zhì)量 計(jì)量中，- - 旦天平與砝碼具有磁性，就很容易受到磁場(chǎng)所產(chǎn)生的排斥力或吸引力影響，由于這種磁力(磁場(chǎng)所產(chǎn)生的排斥力或吸引力)在質(zhì)量測(cè)量中無(wú)法與重力區(qū)別開(kāi)來(lái)，因此計(jì)量結(jié)果也會(huì)出現(xiàn)較的偏差。例如在砝碼存在磁性的情況下，兩個(gè)具有磁性的砝碼在計(jì)量過(guò)程中會(huì)相互作用，無(wú)論砝碼是相互吸引還是相互排斥，都會(huì)與砝碼本身的重力共同施加在天平上，終導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差，另外，其他磁性物體也同樣會(huì)對(duì)砝碼產(chǎn)生磁力。
二、標(biāo)準(zhǔn)砝碼檢定中的裝置誤差
()系統(tǒng)誤差
系統(tǒng)誤差是指會(huì)按照定規(guī)律變化的誤差，這類(lèi)誤差多都來(lái)源于天平本身或是實(shí)驗(yàn)人員,對(duì)于砝碼檢定的影響同樣是非常的。例如砝碼本身根據(jù)質(zhì)量的同會(huì)具有著不同的標(biāo)稱(chēng)值,但如果砝碼在制作過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題,使砝碼質(zhì)量與標(biāo)稱(chēng)值不符，那么在砝碼檢定時(shí)就會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)誤差;而在砝碼檢定過(guò)程中，雖然可以借助很多儀器設(shè)備來(lái)提高檢定的性，但很多操作仍然需要依靠人的視覺(jué)等方面感官來(lái)完成，而在不同實(shí)驗(yàn)人員感官存在差異的情況下,同樣很容易因操作差異而出現(xiàn)系統(tǒng)誤差[2]。此外，由于物體的重力會(huì)受到空氣浮力的影響,因此如物體過(guò)輕或是質(zhì)量計(jì)量精度要求過(guò)高,那么砝碼檢定還是因空氣浮力而出現(xiàn)系統(tǒng)誤差。
(二)偶然誤差
偶然誤差是指不確定性且無(wú)規(guī)律可循的誤差，這種誤差的出現(xiàn)具有很的隨機(jī)性，同時(shí)很難提前避免。例如在行標(biāo)準(zhǔn)砝碼檢定時(shí)，如果天平的標(biāo)尺(指針)上存在雜物，那么在顯示計(jì)量結(jié)果時(shí)，標(biāo)尺(指針)的移動(dòng)就會(huì)受到摩擦力的阻礙，從而出現(xiàn)不同程度的誤差;同時(shí)，砝碼檢定中標(biāo)尺(指針)的移動(dòng)會(huì)受慣性 的影響，并出現(xiàn)- -定程度的波動(dòng)，因此通常都需要待標(biāo)尺(指針) 穩(wěn)定后再觀(guān)察數(shù)值，而如果實(shí)驗(yàn)人員讀數(shù)過(guò)早，同樣很有可能導(dǎo)致偶然誤差。
(三)疏失誤差
疏失誤差屬于偶然誤差的- -種特殊情況，但其誤差數(shù)值與實(shí)際計(jì)量間的差距卻要更，具體括實(shí)驗(yàn)人員讀錯(cuò)數(shù)值、記錯(cuò)讀數(shù)、看錯(cuò)標(biāo)準(zhǔn)砝碼數(shù)值等等。
三、標(biāo)準(zhǔn)砝碼檢定中誤差問(wèn)題的有效控制策略
()環(huán)境誤差的控制
砝碼檢定中的環(huán)境誤差主要來(lái)源于環(huán)境條件的異常變化，因此要想控制這類(lèi)誤差問(wèn)題，就必須要按照力學(xué)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)對(duì)溫度、濕度等室內(nèi)環(huán)境指標(biāo)行準(zhǔn)確把控。先在溫度方面，砝碼檢定適宜的溫度通常為20°C，由于砝碼材質(zhì)、天平類(lèi)型等方面的差異，不同實(shí)驗(yàn)所允許的溫度誤差值不同，但通常都需要控制在18C-25C之間，測(cè)量過(guò)程中的溫度波動(dòng)也要控制在0.5C以?xún)?nèi)。同時(shí)，為避免出現(xiàn)溫度的意外變化，還要在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)安裝精度較高的溫度計(jì)與中央空調(diào)，并在砝碼檢定的過(guò)程中對(duì)溫度行持續(xù)性的觀(guān)察，- -旦室內(nèi)溫度出現(xiàn)過(guò)變化或是室內(nèi)溫度抄表，應(yīng)立即控制中央空調(diào)來(lái)行升溫或降溫。另外，為避免局部溫度變化，砝碼與天平都要遠(yuǎn)離熱源并避免陽(yáng)光直射。其次在濕度方面，除了要按家檢定規(guī)程對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的空氣濕度行控制外,還要配備分度值較高的干濕度計(jì)，并在砝碼檢定過(guò)程中持續(xù)觀(guān)察室內(nèi)空氣濕度變化，如濕度過(guò)了檢定規(guī)程的標(biāo)準(zhǔn)，則要要采取增風(fēng)流量或抽濕等辦法對(duì)室內(nèi)空氣行調(diào)節(jié)。后針對(duì) 磁性誤差，方面， 要選擇非磁性材料制造天平與砝碼，并在質(zhì)量計(jì)量之前對(duì)砝 碼行磁性檢定，如砝碼磁性檢定不，則不可行檢定;另- -方面，則要在檢定時(shí)遠(yuǎn)離化工設(shè)備等磁場(chǎng)源或是電流經(jīng)過(guò)的導(dǎo)體，同時(shí)盡量選用無(wú)磁的鋁制砝碼。
(二)裝置誤差的控制
先，對(duì)于系統(tǒng)誤差，不同類(lèi)型的誤差往往需要采取不同的控制措施，例如為降低實(shí)驗(yàn)人員視覺(jué)感官上的差異，可選擇多人復(fù)測(cè)并計(jì)算平均值，而為了避免砝碼誤差，則要先對(duì)標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量行測(cè)量，并在被檢砝碼的標(biāo)稱(chēng)值行修正。其 次，對(duì)于偶然誤差，這類(lèi)誤差雖然無(wú)規(guī)律可循，但卻具有著- - 定的發(fā)生概率，因此可以根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理與概率論來(lái)行多次測(cè)試與計(jì)算，從而準(zhǔn)確衡量其對(duì)于計(jì)量結(jié)果的影響，并在定程度上降低偶然誤差。此外對(duì)于疏失誤差，實(shí)驗(yàn)人員只需對(duì)計(jì)量結(jié)果行檢查，并將存在疏失誤差的結(jié)果剔除即可。
結(jié)束語(yǔ):
總而言之,標(biāo)準(zhǔn)砝碼檢定的誤差問(wèn)題有很多，但在總體上可分為裝置誤差與環(huán)境誤差兩類(lèi)，我們必須要明確各種誤差問(wèn)題的根源、特點(diǎn)，并在檢定前或檢定過(guò)程中采取針對(duì)性的控制策略，才能夠在上減少誤差問(wèn)題，從而為質(zhì)量計(jì)量的準(zhǔn)確性提供保障。
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