电子天平示值误差测量结果的不确定度分析
白鹤
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白鹤,. 电子天平示值误差测量结果的不确定度分析[J]. 电路系统研究,2022.2. DOI:10.12721/ccn.2022.157126.
摘要: 近年来,经济和科技飞速发展,在我国的测量行业,对于计量仪器的精确性要求也越来越高。电子天平是非常关键的计量器具,目前电子天平主要应用在航天、科学生产以及检测过程中。电子天平的检测结果精确性影响到企业生产,也与人们的日常生活息息相关,作为非常关键的计量器具,必须要满足数据的精确性与科学性,结合电子天平的示值要求,对示值误差进行分析与探讨,确保电子天平示值的科学性,让测量结果更加精确。基于此,本文针对电子天平示值误差结果的不确定度进行分析,仅供参考。
关键词: 电子天平;示值误差;测量;不确定度
DOI:10.12721/ccn.2022.157126
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引言

电子天平在应用过程中属于非常关键的计量器具,电子天平融合了电磁平衡设计原理,是当前应用非常频繁的测量工具。电子天平在应用过程中具备着非常明显的应用优势,与机械天平相比,不需要应用砝码便可以直接进行物体的测量,并满足结果显示,操作非常简便,而且电子天平的反应敏捷。在电子天平使用过程中,可以将电子天平与其他的自动化设备相连接,满足了测量的精确度要求,被我国的各个行业应用。然而,电子天平在测量过程中容易受到多方面因素影响,导致示值偏差,所以在电子天平使用过程中,需要根据示值误差进行分析,及时进行电子天平的校准,确保电子天平数值显示的科学性。

1 不确定度的表示与意义

在电子天平应用过程中,根据电子天平的示值误差结果进行分析,满足不确定度的评定能够准确的找出电子天平在应用过程中存在影响因素,然后结合电子天平的应用误差进行分析,保障其误差在规定范围之内,满足对电子天平应用的调节与校准,让示值更加符合对物体的测量要求。同时,针对不确定度的科学分析,能够让电子天平有更长的使用寿命。

2 电子天平示值误差测量的因素

2.1 电子天平的测量条件

在进行电子天平的测量时,需要采用标准等级的砝码,针对室内的环境、温度、湿度等进行调节,将温度控制在20℃至24℃之间,湿度保持在相对湿度的80%以内。根据我国出具的电子天平测量标准,在检测对象超过200克时,分度值为0.1毫克的电子天平应用时,主要的测量方法是利用标准砝码进行示值分析,并且将电子天平的示值与标准砝码的值进行对比,最终计算出误差值。

2.2 示值误差检定

在电子天平示值误差的检定过程中,各个荷载点的示值误差不允许超过荷载的最大允许误差,所以在进行电子天平的误差测定时,需要从零荷载开始逐渐进行加载,直至加到天平的最大称量值,然后逐渐进行卸载,直至为零荷载,由工作人员进行荷载数值的精确记录。在试验过程中需要满足荷载要求为:第一,保持在空载状态。第二,分析最小称量值。第三,实现最大允许误差的转换点对应荷载探讨。第四,满足最大称量值的要求。在电子天平示值误差检定过程中,无论是加载还是卸载,都需要保持其测量点数的科学性,对于首次进行检定的电子天平测量点不允许少于10个,在后续进行电子天平的检验时,可以适当的减少测量次数,但是不允许少于6点。

2.3 外观检查及校准

在电子天平检定中,环境是非常关键的影响因素,环境变化很有可能影响到检定结果。所以,在检定过程中需要结合其检定要求,对外界干扰因素进行排除,首先在检测之前需要查看电子天平的外观,通过目测的方式记录电子天平的标记,使用地点以及应用特征。在检定之前还需要实施对电子天平的校准,在没有任何物体的情形之下,按住校准键5秒钟,在满足校准要求之后进行按键的松开,再出现标准砝码值字样的闪烁时,放置相对应的砝码,出现标准砝码值显示时再取下砝码后会显示出相应的符号,然后进行自动归零,完成对电子天平的校准。为了达到校准目的,可以重复校准过程。

3 电子天平检定结果差异的影响因素与应对措施

3.1 存放时间

电子天平在应用过程中属于精确度较高的测量仪器,在评定过程中需要满足电子天平运行的环境温度和湿度管理。在检定时,进行电子天平的检定过程中需要严格控制电子天平的存放时间,如果出现了电子天平存放时间过长,很有可能对检定结果产生一定的影响。所以,针对电子天平的存放时间需要做到以下几点,第一,在电子天平的检定过程中,需要将电子天平放置在恒温室内,并且保证放置时间超过24小时,确保电子天平内部各个零件保持在平衡状态,通过放置时间的管理,能够确保鉴定结果更加精确,防止时间过短或过长而引起的不良影响。第二,在电子天平的检定过程中,需要加大对实验室的清理,对温度、湿度等参数进行严格控制,始终保持电子天平处于稳定平衡的环境下。

3.2 预热时间

在电子天平的检定过程中,需要根据预热时间进行分析预热,能够帮助电子天平形成稳定的显示值,所以预热时间较短。而且相对简单,对检测结果非常关键,需要加大对预热时间的精准控制。在实际的预热过程中,需要根据电子天平自身的应用性能进行分析,如,检定分度值或者分度数,在满足要求的基础之上结合实际情况设定相应的预热时间。针对预热时间需要做到以下几点:结合相关规定的内容,一般来说需要保持在半小时以上的预热时间,具体的电子天平预热时间还需要结合实际情况,比如,某品牌的电子天平需要保持一小时以上的预热时间,另外一部分的电子天平在应用过程中还需要保持4小时以上的预热时间。也就是说,预热时间与电子天平的精确度有着关键联系,必须要严格遵守电子天平的预热时间,确保电子天平显示值的精确性。

3.3 预压问题

长时间未经使用的电子天平会自动进入到休眠状态,所以在电子天平使用以及示值结果的评定之前,需要对其进行预压处理,确保电子天平达到正常的应用状态,满足检定结果的精确性。结合这一因素需要做到以下几点:在进行电子天平的检定,过程中可以通过多次加载的方式对砝码进行充分利用,落实示值在电子天平应用的要求,降低出现的误差,让电子天平快速进入到工作状态,在加载过程中可以忽略称量结果或者回零问题。

3.4 读数时间

在电子天平启动之后,加载到后期逐渐稳定的过程是电子天平振动平稳的变化过程,在整个过程中会逐渐的实现振动范围的降低,直至达到规定范围之内,会亮起稳定的信号灯。所以,为了有效确保示值的稳定性,满足测量要求,需要慎重进行读数,可以利用一定时间的顺延,再次进行读数的分析,最终达到试纸显示的科学性。针对读数时间需要做到以下几点:在一毫克以下的物体测量时,需要保持三秒以上的读数,时间在一毫克左右的物体测量时需保持在5秒左右的读数时间,在超过一毫克的物体测量时,需要保持在10秒至30秒之间的读数时间。根据电子天平的读数要求满足对读数时间的分析,最终满足读数时间与检定要求一致降低误差。

4 结束语

总之,电子天平是非常关键的测量工具,广泛应用在我国的各个行业,在使用过程中容易受到多方面因素影响,无法满足示值的精确性。所以,需要针对电子天平的示值误差结果进行评定,根据输入量以及合成标准的测定值进行探讨,最终满足示值的精确性,对电子天平进行调整,满足读数要求,更好的将其应用在测量工作中。

参考文献:

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中图分类号:TH715          文献标识码:A

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