質(zhì)量比較儀本質(zhì)上是一種特殊性質(zhì)的電子天平，它的主要功能是對(duì)精度要求非常高的物體進(jìn)行測(cè)量，目前主要在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量實(shí)驗(yàn)室、校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室等領(lǐng)域應(yīng)用，具有很好的應(yīng)用效果。但是質(zhì)量比較儀的校準(zhǔn)工作也經(jīng)常會(huì)受到磁場(chǎng)、空氣浮力、溫度、濕度等因素的影響。本文在質(zhì)量比較儀校準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，分析了在校準(zhǔn)工作中出現(xiàn)的問(wèn)題，同時(shí)針對(duì)這些問(wèn)題提出了解決對(duì)策。

1、質(zhì)量比較儀校準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)

質(zhì)量比較儀校準(zhǔn)過(guò)程中的技術(shù)指標(biāo)包括重復(fù)性指標(biāo)、靈敏度指標(biāo)和偏載誤差指標(biāo)這幾個(gè)方面，具體的解析如下：

1.1校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)

(1)質(zhì)量比較儀在進(jìn)行校準(zhǔn)的過(guò)程中，配置砝碼的重要標(biāo)準(zhǔn)不是極ng準(zhǔn)度高低，而是穩(wěn)定性，Zdi的要求是砝碼的質(zhì)量在測(cè)試的過(guò)程中不出現(xiàn)變化?；谶@個(gè)原則，對(duì)于實(shí)際分度值在0.001毫克以下的質(zhì)量比較儀，一般情況下可以配置E2等級(jí)或者以上的砝碼，對(duì)于實(shí)際分度值在0.01毫克和1毫克之間的質(zhì)量比較儀，可以配置F1級(jí)別或者以上級(jí)別的砝碼。

(2)在靈敏度的測(cè)試中，使用的是靈敏度砝碼，這種砝碼的等級(jí)要適應(yīng)質(zhì)量比較儀的分辨力，具體的選擇標(biāo)準(zhǔn)如下：對(duì)于實(shí)際分度值在0.001毫克以下的質(zhì)量比較儀，一般情況下可以配置E2級(jí)別或者以上的砝碼；對(duì)于實(shí)際分度值在0.01毫克以上的質(zhì)量比較儀，可以配置質(zhì)量比較大的靈敏度砝碼。

1.2校準(zhǔn)環(huán)境要求

質(zhì)量比較儀在進(jìn)行校準(zhǔn)的過(guò)程中會(huì)受到溫度、空氣濕度等因素的影響，所以在使用質(zhì)量比較儀進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)要將溫度控制在(18～23)℃，溫度的波動(dòng)要控制在0.2℃左右，空氣的相對(duì)濕度要控制在30%一70%。同時(shí)質(zhì)量比較儀要放置在一個(gè)比較穩(wěn)定的工作臺(tái)上，這個(gè)工作臺(tái)的剛度和抗震性要好；此外工作環(huán)境中不能存在振動(dòng)源，以免產(chǎn)生強(qiáng)烈的空氣波動(dòng)；工作室要避免陽(yáng)光直射，工作室內(nèi)的照明裝置要和工作臺(tái)保持一定的距離。

1.3校準(zhǔn)準(zhǔn)備工作

(1)對(duì)于新安裝的質(zhì)量比較儀來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行校準(zhǔn)之前要靜置一段時(shí)間，使得內(nèi)部的器械達(dá)到平衡，然后對(duì)水平泡進(jìn)行調(diào)節(jié)，將質(zhì)量比較儀處在水平位置上。(2)在校準(zhǔn)過(guò)程中需要使用的砝碼應(yīng)提前放在工作室中，使它的溫度和工作室的溫度保持一致。(3)在使用之前，要對(duì)質(zhì)量比較儀進(jìn)行充分的預(yù)熱，使它的內(nèi)部條件達(dá)到一個(gè)很好的熱平衡，一般情況下預(yù)熱時(shí)間要保持在兩個(gè)小時(shí)以上。

1.4重復(fù)性檢測(cè)

進(jìn)行重復(fù)性檢測(cè)時(shí)要參考“ABBA”或者“ABA”循環(huán)法來(lái)進(jìn)行，以一個(gè)“ABBA”或者“ABA”循環(huán)周期為一個(gè)測(cè)試過(guò)程，然后計(jì)算A和B的平均值。在進(jìn)行了N次循環(huán)之后，用貝塞爾公式對(duì)N次循環(huán)之后結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行計(jì)算，以一倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差作為A和B平均值的重復(fù)性結(jié)果。在測(cè)量的過(guò)程中，讀取數(shù)值的時(shí)候一般情況下要在數(shù)值穩(wěn)定之后的(10—30)秒內(nèi)讀取，并且每次讀取數(shù)值時(shí)間隔的時(shí)間要保持一致。

1.5偏載誤差校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)

對(duì)于自動(dòng)校準(zhǔn)的質(zhì)量比較儀，它的偏載誤差可以看做已經(jīng)包含在重復(fù)性測(cè)試結(jié)果中；對(duì)于不能進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)的質(zhì)量比較儀，它的偏載誤差的計(jì)算可以通過(guò)以下方式來(lái)進(jìn)行：在質(zhì)量比較儀的ZX和秤盤的各個(gè)偏心位置分別放置Zda稱量砝碼，然后計(jì)算每個(gè)位置顯示出來(lái)的數(shù)值和ZX位置顯示出來(lái)的數(shù)值的差，這些差值中Zda差值和Z小差值的差就是偏載誤差。

1.6靈敏度測(cè)試實(shí)驗(yàn)

進(jìn)行質(zhì)量比較儀的靈敏度測(cè)試時(shí)，它的載荷點(diǎn)要選在Zda稱量位置上，在有很多分度值的情況下，載荷點(diǎn)要選在各個(gè)分度值量程范圍的Zda稱量處，然后根據(jù)公式來(lái)進(jìn)行靈敏度的測(cè)量和計(jì)算。

2、影響質(zhì)量比較儀校準(zhǔn)工作的因素

質(zhì)量比較儀在工作中很容易受到外界環(huán)境的影響，從而出現(xiàn)偏差，對(duì)質(zhì)量比較儀容易產(chǎn)生影響的外部環(huán)境有以下幾個(gè)方面：

(1)磁場(chǎng)環(huán)境。

外部的磁場(chǎng)環(huán)境和砝碼的磁環(huán)境都會(huì)對(duì)質(zhì)量比較儀的校準(zhǔn)工作產(chǎn)生影響。

(2)空氣浮力因素的影響。

不同的砝碼受到的空氣浮力的影響程度也不同，一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于F1、F2、M3、M2、M1等級(jí)別的砝碼來(lái)說(shuō)，在測(cè)量的過(guò)程中，對(duì)于空氣浮力因素是可以不進(jìn)行考慮的，同時(shí)對(duì)于E2級(jí)的砝碼來(lái)說(shuō)，在一般的情況下也可以不對(duì)空氣浮力進(jìn)行考慮。但是在以下幾種情況下，就需要對(duì)空氣浮力進(jìn)行考慮：

①溫度因素。當(dāng)外界的溫度比質(zhì)量比較儀正常工作的溫度或高或低時(shí)，或者被測(cè)量砝碼的溫度和周圍環(huán)境的溫度不同時(shí)，就需要考慮空氣浮力來(lái)對(duì)質(zhì)量比較儀進(jìn)行校正。

②氣流因素。在測(cè)量的過(guò)程中，當(dāng)氣流的速度超過(guò)了規(guī)定的速度指標(biāo)的時(shí)候，就需要考慮空氣浮力對(duì)質(zhì)量比較儀進(jìn)行校正。

③震動(dòng)因素。當(dāng)由于大地的震動(dòng)引起測(cè)量環(huán)境出現(xiàn)不穩(wěn)定時(shí)，就需要考慮空氣浮力對(duì)質(zhì)量比較儀進(jìn)行校準(zhǔn)。

④砝碼的清潔度。在測(cè)量之前必須保證砝碼的清潔，如果砝碼出現(xiàn)污損不能恢復(fù)同時(shí)又必須使用時(shí)，就需要考慮空氣浮力來(lái)對(duì)質(zhì)量比較儀進(jìn)行校準(zhǔn)。

3、質(zhì)量比較儀校準(zhǔn)工作的改進(jìn)方法

(1)完善砝碼的配置標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)大砝碼配置的重量范圍，同時(shí)在制定砝碼的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可以不對(duì)砝碼的等級(jí)進(jìn)行嚴(yán)格控制，允許存在一定的偏差，但是一定要保證砝碼磁性符合規(guī)定性標(biāo)準(zhǔn)，以增強(qiáng)砝碼的使用范圍。這樣既解決了一些實(shí)際工作中存在的困難，又不會(huì)影響比較儀的測(cè)量結(jié)果。

(2)在對(duì)質(zhì)量比較儀(特別是大質(zhì)量比較儀)的校準(zhǔn)環(huán)境進(jìn)行規(guī)定時(shí)，可以不用那么嚴(yán)格，只要保證質(zhì)量比較儀的工作環(huán)境滿足上述的溫度、濕度、工作環(huán)境的穩(wěn)定度、工作環(huán)境的光照度即可。在實(shí)際的校準(zhǔn)工作中，結(jié)合質(zhì)量比較儀的工作狀態(tài)，對(duì)實(shí)際的環(huán)境進(jìn)行相對(duì)的校準(zhǔn)，保證質(zhì)量比較儀能夠正常的工作即可。

(3)在校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)用方面可以參考以下兩條建議：

①在校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)用方面可以以重復(fù)性的校準(zhǔn)結(jié)果為主，可以通過(guò)將重復(fù)性的校準(zhǔn)結(jié)果和評(píng)定砝碼不確定度時(shí)的重復(fù)性結(jié)果進(jìn)行比較，以此來(lái)檢測(cè)質(zhì)量比較儀重復(fù)性結(jié)果的準(zhǔn)確性。

②采用進(jìn)行局部示值誤差測(cè)量時(shí)的擴(kuò)展不確定度。這個(gè)不確定度的數(shù)值源自質(zhì)量比較儀的重復(fù)性測(cè)量，也綜合反映了比較儀的計(jì)量特性，可以用來(lái)檢測(cè)比較儀和砝碼量傳要求的符合度。

4、結(jié)語(yǔ)

質(zhì)量比較儀是一種進(jìn)行精密測(cè)量的儀器，在使用之前要根據(jù)說(shuō)明書進(jìn)行合理的安裝和靜置，然后進(jìn)行預(yù)熱；在使用的過(guò)程中要根據(jù)《質(zhì)量比較儀校準(zhǔn)規(guī)范》的要求來(lái)操作，進(jìn)行重復(fù)性實(shí)驗(yàn)、靈敏度實(shí)驗(yàn)和偏載誤差實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中要控制好實(shí)驗(yàn)室的溫度、濕度、溫度的波動(dòng)、氣流的震動(dòng)、光照等條件，創(chuàng)造一個(gè)合適的測(cè)量環(huán)境有利于保證測(cè)量結(jié)果的極ng準(zhǔn)性。