天平准确度级别的选择分享
一、天平的分类 从天平的构造原理来分类，天平分为机械天平(杠杆天平)和电子天平两大类。 机械天平是利用杠杆平衡原理测定物体质量的测量仪器。可以分为等臂双盘天平和不等臂单盘天平。双盘天平还可分为摆动天平和阻尼天平，普通标牌天平和微分标牌天平(有光学读数装置，亦称为电光天平)。按加码器加码范围，可分为部分机械加码天平和全部机械加码天平。由于双盘天平存在不等臂性误差、空载和实载灵敏度不同等固有缺点，逐渐被不等臂单盘天平代替。不等臂单盘天平采用全量机械减码，克服了双盘天平的上述缺点，操作更为简便。 电子天平是利用电磁力或电磁力矩补偿原理，实现被测物体在重力场中的平衡，来获得物体质量并采用数字指示装置输出结果的衡量仪器。电子天平是新一代的天平，它称量速度快，显示清晰，操作简便，灵敏度高。而且具有自动检测系统、质量电信号输出功能，且可与打印机、计算机联用，在检测实验室的质量保证中有着不可替代的作用，已经得到越来越广泛的应用。 通常称为“分析天平"的天平是用于化学分析和物质精确衡量的高准确度天平。这类天平的最小分度值都小于最大秤量的10-5，属于特种准确度级的电子天平(Ⅰ级)。分析天平可按衡量范围和最小分度值分为常量天平(衡量范围和最小分度值分别为100～200g和0.01～1mg)、半微量天平(衡量范围30～100g和1～10g)、微量天平(3～30g和0.1～1g)和超微量天平(衡量范围3～5g和0.1g以下)。 二、天平的准确度级别 我国现行的国家计量检定规程JJG 98-2006《机械天平检定规程》按照天平的计量性能要求，将天平的准确度级别分为特种准确度级(I级)和高准确度级(Ⅱ级)。JJG 1036-2008《电子天平检定规程》除了上述2级，还有中准确度级(Ⅲ级)和普通准确度级(Ⅲ级)。下面以电子天平为例介绍。 天平的分度值在天平计量性能要求上有如下定义。 实际分度值(d)：指相邻两个示值之差。即天平标尺一个分度对应的质量。 检定分度值(e)：用于划分天平级别与进行计量检定的以质量单位表示的值。对于无辅助装置的天平，检定标尺分度值e等于实际标尺分度值d。有辅助装置的天平，如电子天平，检定标尺分度值e由生产厂根据检定规程的规则选定。它不像d值不变，由下式规定：d≤e≤10d；在计量检定中若各项参数指标的最大示值误差均不大于1d，可确定e=d；有时还需根据具体情况而定，比如当d为0.2mg时，e=5d；d为0.5 mg时，e=2d。我们把除了e=d以外的情况都归为e≠d，其中以e=10d。这就是必须根据检定分度值e来对电子天平进行等级划分的原因。 检定分度数(n)：最大秤量与检定分度值之比 n＝Max/e 上式是对于具有单一量程范围的天平，在整个称量范围内的最大秤量所对应的检定分度数，是决定天平准确度级别的指标。双量程的天平另行规定。 三、如何选用天平 天平的名称、规格不同，价格相差很大。需要我们在了解天平的技术参数和各类天平特点的基础上，根据各分析项目称样量大小及称量要求的精度等来选用天平。各生产厂给出的电子天平的型号规格的参数不尽相同，主要有：名称、型号、称量范围(单量程或双量程)、分度值(有的称可读性精度)、重复性、秤盘直径、工作空间高度等。 1．最大秤量 选择电子天平还要看天平的量程是否满足称量要求，一般取常用最大载荷加上20％左右的保险系数即可。量程并非越大越好，因为同样精度的天平，量程越大，价格越贵。 2．准确度级别的选择 要根据检定分度值(e)来选择符合称量的精度要求的天平，而不是天平的分度值(d )，对于机械天平，当某型号的天平检定标尺分度值。等于实际标尺分度值d时，可以用分度值；对于电子天平，比如一台实际标尺分度值d为0.1mg，检定标尺分度值e为1mg的天平，就不能满足化学分析中称量0.6g基准物，因为要求称量精确至0.1 mg。 3．单量程或双量程 双量程的电子天平例如岛津AUW120D电子分析天平，称量能力为120g/42g，最小显示值0.1mg/0.01mg，重现性(标准偏差σ);≤0.1 mg (120g量程)；≤0.02mg (42g量程)。可以满足不同称量精度的应用。 又例如，称样量5mg，要求精确至1％即0.05mg的称量，样品加容器的质量小于1g，可以选用最大秤量2g，检定分度值小于0.05mg的半微量天平。 4．自动化程度更高的电子天平 电子天平的发展主要体现在应用技术和风险(称量的不确定度)控制能力的发展，同样的技术指标，由于对称量风险控制能力不同，可以在价格上相差好几倍。根据需要，可以选用具有监视和控制天平准确度功能的天平。天平违反限制条件，将不会输出数据的功能，这些条件为：样品量小于最小秤量、天平没有调整水平、天平需要校准等。电子天平具有全自动水平调整、时间和温度触发的自动校准、自动的可重复性测试、偏载误差自动补偿和超高压静电消除功能等。
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