砝碼計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的建立 0 引言 砝碼是質(zhì)量計(jì)量 的核心 和質(zhì)量量傳 體系 的基礎(chǔ) ，質(zhì)量實(shí)驗(yàn)室的建立為砝碼量值的準(zhǔn)確可靠和統(tǒng) 提供了有效的技術(shù)保障。但 由于各地區(qū)、單位發(fā)展不平衡 ，軟、硬件的差別 ，使得各個(gè)實(shí)驗(yàn)室之間參差不齊 ，有的相對(duì)落后的地 區(qū)甚 至將不 同的項(xiàng) 目建立在同 實(shí)驗(yàn)室 內(nèi)，造 成實(shí) 驗(yàn)室 環(huán)境 狀況 的不 穩(wěn)定 ，各項(xiàng) 目間相互 影響 ，非常不規(guī)范 。以下就 質(zhì)量實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)器的選購(gòu)談幾點(diǎn)看法 。
1 質(zhì)量計(jì)量標(biāo) 準(zhǔn)裝 置建 立 質(zhì)量 實(shí) 驗(yàn) 室 必 須 括 質(zhì) 量 計(jì) 量 標(biāo) 準(zhǔn) 裝 置和 固定 的實(shí) 驗(yàn) 場(chǎng) 所 。 質(zhì) 量 計(jì) 量 的 標(biāo) 準(zhǔn) 裝 置 般 由標(biāo)準(zhǔn)砝碼和衡量?jī)x器 組成。標(biāo) 準(zhǔn)砝 碼 的選 購(gòu)較為簡(jiǎn)單 ，只需根據(jù)開展量傳 砝碼 的準(zhǔn)確 度等級(jí) ，依據(jù)JJG2053-2006(~質(zhì)量計(jì)量器具》家計(jì)量檢定 系統(tǒng)表和 JJG99-2006(砝碼》檢定規(guī)程 中各項(xiàng)技 術(shù)指標(biāo) 的規(guī)定 ，選擇相應(yīng)的高等級(jí)的質(zhì)量穩(wěn)定且可靠的砝碼 即可 。衡量?jī)x器的選擇則相對(duì)較為復(fù)雜，它 由標(biāo)準(zhǔn)天平或質(zhì)量比較儀組成。標(biāo)準(zhǔn)天平若 采用機(jī)械天平 ，則相對(duì)簡(jiǎn)單 ，由于機(jī)械天平 的檢定分度值與實(shí)際分度值相等 ，只要其 檢定合 格且 合成 標(biāo)準(zhǔn) 不確 定度(即重復(fù)性 、靈敏度 、分辨力 、偏載等的合成 )在被檢砝碼 行 空氣 浮力 修 正 時(shí) ，小 于 被 檢 砝 碼 質(zhì) 量 允許 誤差 值 的六 分 之 ；在 被 檢 砝 碼 不 行 空氣浮力修正時(shí)，小于被檢砝碼 允許誤差值的九分之 ，即可。而質(zhì)量 比較儀 就相對(duì)復(fù)雜了，
砝碼計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的建立目前 ，家并沒(méi)有相應(yīng) 的質(zhì)量 比較儀 的檢定規(guī)量墊 ：程或校準(zhǔn)規(guī)范，若參照 JJG 1036-2008(電子天平》的檢定規(guī)程 ，按檢定分度值與實(shí)際分度值 相等行檢定 ，其偏 載或 線性 往 往 差 ，而采 用檢 定分 度值為十倍 實(shí)際分度值 檢定 ，其 準(zhǔn)確度 又過(guò) 了砝碼 的最 允 許誤 差 ，無(wú) 法滿 足 開展 檢定 的要 求 。因此 ，在 比較 儀 的選 購(gòu) 時(shí) ， 般建 議 可采 用兩 套方 案 ：1)參照被檢砝碼 的最允許誤差表 ，選擇多位的讀數(shù)精度的比較儀 ，這樣 既滿足 了對(duì)衡量?jī)x器的要求 ，又滿足了 JJG1036-2008《電子天平》檢定規(guī)程的規(guī)定。如開展 F 等級(jí)克組砝碼的檢定 ，其允差表要求精確到 0．1mg，可選擇讀數(shù)精度為 0．01mg的比較儀作為衡量?jī)x器。當(dāng)然 ，該方案般是在資金允許 的情況下采用 ，因?yàn)椴?同的讀數(shù)精度 ，其格往 往相 差懸 殊 。2)若受條件所限 ，只能采用與砝碼允差表相同精度的質(zhì)量比較儀 ，則選購(gòu)質(zhì)量 比較儀 時(shí)就要十分注意了。由于砝碼檢定 的方法是 閉環(huán)替代法 (AB—BA法 )，它是通過(guò)標(biāo) 準(zhǔn)砝碼與被檢砝碼的差值來(lái)計(jì)算其折算 ，并判 斷其 是否 ，它所關(guān)注 的最重要的技術(shù) 指標(biāo) 為衡量?jī)x器 的重復(fù)性 ，因此 ，在選購(gòu) 比較儀時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān) 注其 重復(fù)性 ，盡可能選擇重復(fù)性小的比較儀 (這里要特別 注意 ：電子 比較儀 的說(shuō) 明書 中提供 的 重 復(fù) 性 指 標(biāo) 部 分 是 采 用 標(biāo) 準(zhǔn) 偏差 法計(jì) 算得 到 的 ，而 非 我們 在 電子 天 平 檢 定 過(guò)程 中采用 的極差 法 )；同 時(shí)在 砝 碼 檢 定 的過(guò) 程 中 ，根據(jù) 被檢砝 碼 的最 允 許 誤 差 (MPE)與 比較 儀 的重 復(fù) 性誤差 (Js)之比來(lái)決定測(cè)量次數(shù)(n)，其三者之間的關(guān)系可參照表 1。表 1 MPE、S、，l三者 之間 的關(guān) 系Js：MPE1：10 11：7 2l：5 4l：4 61：3 l0由此可見(jiàn) ，采用該 方案時(shí)，通過(guò)選擇重復(fù)性盡可能小的質(zhì)量 比較儀和增加測(cè)量次數(shù)來(lái)降低 比較儀在砝碼 檢定過(guò) 程 中所 引人 的不 確 定度 ，以滿足 砝碼檢定規(guī)程的要求 ，量傳 的準(zhǔn)確性。
2 實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境條件質(zhì)量 實(shí)驗(yàn)室 的要 求 是非 常嚴(yán) 格 的 ，它不 允 許有容易察覺(jué)的振動(dòng)和氣 ，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離振 源和磁 源，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的標(biāo) 準(zhǔn)砝碼 和衡量?jī)x器應(yīng)避免 陽(yáng)光直接照射 。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)朝北，沒(méi)有 向南 的窗戶 ，陽(yáng)光不能直接照射到實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部 ；應(yīng)建立在整幢建筑物 內(nèi)的層 ，下方?jīng)]有任何其他 的建筑 ，周 圍沒(méi)有 明顯的振源 ，以避免振動(dòng)對(duì)衡 量?jī)x器造 成影響 ；工作 臺(tái)應(yīng)懸 空 ，不能 與墻 面相 連 ，其 四周 須 挖 防 振溝 ，對(duì) 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的地表和工作臺(tái)面應(yīng)行振動(dòng)指標(biāo)的測(cè)量 ，且工作臺(tái)面還需行振動(dòng)頻率的測(cè)量 ，如開展 F 等級(jí)砝碼檢定 ，其從地表測(cè)量的振動(dòng)指標(biāo) ，應(yīng)小于 5×10 g(g表 示重 力加 速度 )，而從工作 臺(tái)面測(cè) 量 的振動(dòng)指標(biāo)，應(yīng)小于 0．5×10～g，且其 振動(dòng)頻 率 (低 頻段 )范圍在 50～500Hz以內(nèi)；另外 ，在工作 臺(tái)上方 ，距離工作 臺(tái)面 0．3m處 ，風(fēng) 速應(yīng)不于 0．1m／s；質(zhì)量實(shí)驗(yàn)室般應(yīng) 采用集 中恒溫 的方式 ，其 空氣交換速率不得少于 30次／h，新風(fēng)與實(shí)驗(yàn)室 內(nèi)回送 的舊風(fēng) 的交 換 比例 低 于 30％ ，循 環(huán) 風(fēng) 采 用 上 送 下 回的送 風(fēng)模 式 ，以保 證 實(shí) 驗(yàn) 室 內(nèi)氣 的均 勻 性 ，使 衡量 儀器 更 加 穩(wěn) 定 ；實(shí) 驗(yàn) 室 內(nèi) 的 光 源 最 好 為 冷 光 燈(如 日光 燈 )，其 周 圍不 應(yīng) 有 容 易察 覺(jué) 的磁 干 擾存在 。此外 ，實(shí) 驗(yàn) 室 內(nèi)部 的 布 局 是 否 合 理 也 是 影 響衡 量 儀 器 計(jì) 量 性 能 的 重 要 因 素 。實(shí) 驗(yàn) 室 內(nèi) 部 ，與 門成 對(duì) 角線 的位 置是相 對(duì)氣 象條件 比較穩(wěn)定的位置 ，可用 于放置 準(zhǔn)確度 等級(jí)相對(duì)較 高的衡量?jī)x器 ，如檢定準(zhǔn)確度等級(jí) 較高 的被 檢砝碼 ；反之 ，越靠近實(shí) 驗(yàn) 室 門 ，氣象 條 件 的穩(wěn)定 性越 低 ，適合放置準(zhǔn)確度等級(jí)較 低 的衡 量?jī)x器 ，如檢 定準(zhǔn)確度等級(jí)較低 的被檢砝 碼 ；有條件 的實(shí)驗(yàn)室 可采用靠近 門 的 位 置 ，作 砝 碼 清 潔 ，測(cè) 量 控 制 的 準(zhǔn)備 間 。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)應(yīng) 配備與開展檢定 的砝碼準(zhǔn)確度等級(jí)相應(yīng)的溫度計(jì)和濕度計(jì) ，以確保實(shí)驗(yàn)室 內(nèi)溫度與濕度的穩(wěn)定 。如開展 F 等級(jí)砝碼檢定 ，應(yīng)選用分度值 ≤0．1℃的溫度計(jì)，準(zhǔn)確度 ≤6％RH的濕度計(jì) ，其溫度控制在 17～23℃ ，每 4h最變化 2~C，濕度控制在 30％ 70％ ，每 4h最變化在 15％ 內(nèi)。其 中濕度控制尤其重要，在我江南地區(qū)的濕度相對(duì)較高 ，且實(shí)驗(yàn)室在樓 ，濕度就更 了，而衡量?jī)x器對(duì)濕度非常敏感 ，特別是讀數(shù)精度越高越明顯 ，如 1P,g的比較儀在相對(duì)濕度過(guò) 70％ 時(shí)的重復(fù)性最可達(dá)到相對(duì)濕度小于 50％時(shí)的兩倍 ，從而造成測(cè)量結(jié)果 的不確定度增加。由此可見(jiàn) ，實(shí)驗(yàn)室 內(nèi)濕度的控制對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確是至關(guān)重要 的，若實(shí)驗(yàn)室 內(nèi)濕度經(jīng)常過(guò) ，可考 慮單 獨(dú)放置 臺(tái)除濕機(jī) ，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的濕度 行有效 控制 ，以確保 實(shí) 驗(yàn)室環(huán)境 的穩(wěn) 定 。
3 結(jié)束語(yǔ)隨著各技術(shù)機(jī)構(gòu)對(duì) 實(shí)驗(yàn)室 的建設(shè)和管理 的 日益重視 ，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備 的更新?lián)Q代 ，特別是些二 三線城市經(jīng)濟(jì) 的快 速發(fā)展 ，對(duì)計(jì) 量 的要 求 也越來(lái)越高 ，只有建立起規(guī)范 的、的實(shí)驗(yàn)室，才能真正做到量值的準(zhǔn)確可靠
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