砝码计量标准实验室的建立

0 引言

砝码是质量计量 的核心 和质量量传 体系 的基础 ，质量实验室的建立为砝码量值的准确可靠和统 提供了有效的技术保障。但 由于各地区、单位发展不平衡 ，软、硬件的差别 ，使得各个实验室之间参差不齐 ，有的相对落后的地 区甚 至将不 同的项 目建立在同 实验室 内，造 成实 验室 环境 状况 的不 稳定 ，各项 目间相互 影响 ，非常不规范 。以下就 质量实验室的设计和标准器的选购谈几点看法 。

1 质量计量标 准装 置建 立 质量 实 验 室 必 须 括 质 量 计 量 标 准 装 置和 固定 的实 验 场 所 。 质 量 计 量 的 标 准 装 置 般 由标准砝码和衡量仪器 组成。标 准砝 码 的选 购较为简单 ，只需根据开展量传 砝码 的准确 度等级 ，依据JJG2053-2022(~质量计量器具》家计量检定 系统表和 JJG99-2022(砝码》检定规程 中各项技 术指标 的规定 ，选择相应的高等级的质量稳定且可靠的砝码 即可 。衡量仪器的选择则相对较为复杂，它 由标准天平或质量比较仪组成。标准天平若 采用机械天平 ，则相对简单 ，由于机械天平 的检定分度值与实际分度值相等 ，只要其 检定合 格且 合成 标准 不确 定度(即重复性 、灵敏度 、分辨力 、偏载等的合成 )在被检砝码 行 空气 浮力 修 正 时 ，小 于 被 检 砝 码 质 量 允许 误差 值 的六 分 之 ；在 被 检 砝 码 不 行 空气浮力修正时，小于被检砝码 允许误差值的九分之 ，即可。而质量 比较仪 就相对复杂了，

砝码计量标准实验室的建立目前 ，家并没有相应 的质量 比较仪 的检定规量垫 ：程或校准规范，若参照 JJG 1036-2008(电子天平》的检定规程 ，按检定分度值与实际分度值 相等行检定 ，其偏 载或 线性 往 往 差 ，而采 用检 定分 度值为十倍 实际分度值 检定 ，其 准确度 又过 了砝码 的最 允 许误 差 ，无 法满 足 开展 检定 的要 求 。因此 ，在 比较 仪 的选 购 时 ， 般建 议 可采 用两 套方 案 ：1)参照被检砝码 的最允许误差表 ，选择多位的读数精度的比较仪 ，这样 既满足 了对衡量仪器的要求 ，又满足了 JJG1036-2008《电子天平》检定规程的规定。如开展 F 等级克组砝码的检定 ，其允差表要求精确到 0．1mg，可选择读数精度为 0．01mg的比较仪作为衡量仪器。当然 ，该方案般是在资金允许 的情况下采用 ，因为不 同的读数精度 ，其格往 往相 差悬 殊 。2)若受条件所限 ，只能采用与砝码允差表相同精度的质量比较仪 ，则选购质量 比较仪 时就要十分注意了。由于砝码检定 的方法是 闭环替代法 (AB—BA法 )，它是通过标 准砝码与被检砝码的差值来计算其折算 ，并判 断其 是否 ，它所关注 的最重要的技术 指标 为衡量仪器 的重复性 ，因此 ，在选购 比较仪时，应重点关 注其 重复性 ，尽可能选择重复性小的比较仪 (这里要特别 注意 ：电子 比较仪 的说 明书 中提供 的 重 复 性 指 标 部 分 是 采 用 标 准 偏差 法计 算得 到 的 ，而 非 我们 在 电子 天 平 检 定 过程 中采用 的极差 法 )；同 时在 砝 码 检 定 的过 程 中 ，根据 被检砝 码 的最 允 许 误 差 (MPE)与 比较 仪 的重 复 性误差 (Js)之比来决定测量次数(n)，其三者之间的关系可参照表 1。表 1 MPE、S、，l三者 之间 的关 系Js：MPE1：10 11：7 2l：5 4l：4 61：3 l0由此可见 ，采用该 方案时，通过选择重复性尽可能小的质量 比较仪和增加测量次数来降低 比较仪在砝码 检定过 程 中所 引人 的不 确 定度 ，以满足 砝码检定规程的要求 ，量传 的准确性。

 2 实验室的环境条件质量 实验室 的要 求 是非 常严 格 的 ，它不 允 许有容易察觉的振动和气 ，应尽量远离振 源和磁 源，实验室内的标 准砝码 和衡量仪器应避免 阳光直接照射 。实验室应朝北，没有 向南 的窗户 ，阳光不能直接照射到实验室内部 ；应建立在整幢建筑物 内的层 ，下方没有任何其他 的建筑 ，周 围没有 明显的振源 ，以避免振动对衡 量仪器造 成影响 ；工作 台应悬 空 ，不能 与墙 面相 连 ，其 四周 须 挖 防 振沟 ，对 实验室内的地表和工作台面应行振动指标的测量 ，且工作台面还需行振动频率的测量 ，如开展 F 等级砝码检定 ，其从地表测量的振动指标 ，应小于 5×10 g(g表 示重 力加 速度 )，而从工作 台面测 量 的振动指标，应小于 0．5×10～g，且其 振动频 率 (低 频段 )范围在 50～500Hz以内；另外 ，在工作 台上方 ，距离工作 台面 0．3m处 ，风 速应不于 0．1m／s；质量实验室般应 采用集 中恒温 的方式 ，其 空气交换速率不得少于 30次／h，新风与实验室 内回送 的旧风 的交 换 比例 低 于 30％ ，循 环 风 采 用 上 送 下 回的送 风模 式 ，以保 证 实 验 室 内气  的均 匀 性 ，使 衡量 仪器 更 加 稳 定 ；实 验 室 内 的 光 源 最 好 为 冷 光 灯(如 日光 灯 )，其 周 围不 应 有 容 易察 觉 的磁 干 扰存在 。此外 ，实 验 室 内部 的 布 局 是 否 合 理 也 是 影 响衡 量 仪 器 计 量 性 能 的 重 要 因 素 。实 验 室 内 部 ，与 门成 对 角线 的位 置是相 对气 象条件 比较稳定的位置 ，可用 于放置 准确度 等级相对较 高的衡量仪器 ，如检定准确度等级 较高 的被 检砝码 ；反之 ，越靠近实 验 室 门 ，气象 条 件 的稳定 性越 低 ，适合放置准确度等级较 低 的衡 量仪器 ，如检 定准确度等级较低 的被检砝 码 ；有条件 的实验室 可采用靠近 门 的 位 置 ，作 砝 码 清 洁 ，测 量 控 制 的 准备 间 。实验室内应 配备与开展检定 的砝码准确度等级相应的温度计和湿度计 ，以确保实验室 内温度与湿度的稳定 。如开展 F 等级砝码检定 ，应选用分度值 ≤0．1℃的温度计，准确度 ≤6％RH的湿度计 ，其温度控制在 17～23℃ ，每 4h最变化 2~C，湿度控制在 30％ 70％ ，每 4h最变化在 15％ 内。其 中湿度控制尤其重要，在我江南地区的湿度相对较高 ，且实验室在楼 ，湿度就更 了，而衡量仪器对湿度非常敏感 ，特别是读数精度越高越明显 ，如 1P,g的比较仪在相对湿度过 70％ 时的重复性最可达到相对湿度小于 50％时的两倍 ，从而造成测量结果 的不确定度增加。由此可见 ，实验室 内湿度的控制对测量准确是至关重要 的，若实验室 内湿度经常过 ，可考 虑单 独放置 台除湿机 ，对实验室的湿度 行有效 控制 ，以确保 实 验室环境 的稳 定 。

3 结束语随着各技术机构对 实验室 的建设和管理 的 日益重视 ，实验室设备 的更新换代 ，特别是些二 三线城市经济 的快 速发展 ，对计 量 的要 求 也越来越高 ，只有建立起规范 的、的实验室，才能真正做到量值的准确可靠

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