與任何測(cè)量儀器一樣，衡器也應(yīng)定期校準(zhǔn)，以確保它們正確并準(zhǔn)確地測(cè)量。正確的計(jì)量可朔源校準(zhǔn)是了解衡器測(cè)量準(zhǔn)確程度的唯一方法。許多衡器用于法定測(cè)量，或用作貨幣轉(zhuǎn)移基礎(chǔ)的測(cè)量，這些是基于法規(guī)或法定驗(yàn)證流程的一部分。通常，衡器的校準(zhǔn)是基于質(zhì)量系統(tǒng)(如ISO9000)、醫(yī)療衛(wèi)生、交通(航空、海運(yùn))安全或法醫(yī)調(diào)查。
對(duì)于衡器及其校準(zhǔn)的有專門的法規(guī)(EURAMET校準(zhǔn)指南，NIST手冊(cè)44，OIML)；本文重點(diǎn)研究衡器校準(zhǔn)注意事項(xiàng)和校準(zhǔn)期間的測(cè)試內(nèi)容。
稱重秤/衡器校準(zhǔn)前的準(zhǔn)備
在開始校準(zhǔn)衡器之前，應(yīng)清楚明白一些事項(xiàng)并做好準(zhǔn)備。
①您應(yīng)該了解衡器的技術(shù)特性(最大重量、d 值)、精度要求(允許的最大誤差和不確定性)，以及校準(zhǔn)失敗(調(diào)整)時(shí)應(yīng)該怎么做。
②通常整個(gè)測(cè)量范圍都是可校準(zhǔn)的，校準(zhǔn)在衡器使用的位置進(jìn)行。確保您有足夠重量的稱重砝碼用于校準(zhǔn)。
③衡器應(yīng)至少在校準(zhǔn)前30分鐘打開。砝碼的溫度應(yīng)穩(wěn)定到進(jìn)行校準(zhǔn)的相同溫度。
④衡器應(yīng)水平放置，尤其是對(duì)于小型且精準(zhǔn)的衡器。通過將砝碼置于衡器最大量程附近進(jìn)行預(yù)測(cè)試，并確保其正常工作。
⑤如果衡器在校準(zhǔn)中失敗，經(jīng)過調(diào)整，則應(yīng)在調(diào)整前進(jìn)行”校準(zhǔn)前”校準(zhǔn)，并在調(diào)整后進(jìn)行”校準(zhǔn)后”校準(zhǔn)。
衡器校準(zhǔn)期間的測(cè)試內(nèi)容
1、偏心度測(cè)試
在正常使用衡器時(shí)，負(fù)載并不總是完全放置在負(fù)載受體的中心。有時(shí)，衡器的結(jié)果可能略有不同，具體取決于負(fù)載是否放置在負(fù)載受體上的不同位置。為了測(cè)試負(fù)載位置的影響程度，進(jìn)行了偏心測(cè)試。
在偏心度測(cè)試中，參考載荷放置在負(fù)載受體上的幾個(gè)不同的指定位置。首先，負(fù)載放置在負(fù)載受體的中心(負(fù)載的重心)，并觀察結(jié)果。接下來，負(fù)載被放置在負(fù)載受體的四個(gè)不同扇區(qū)，如下圖所示。
上圖適用于矩形和圓形負(fù)載受體，但在實(shí)踐中由于有許多不同的負(fù)載受體形狀，負(fù)載的位置會(huì)有所不同。標(biāo)準(zhǔn)OIML R76和EN 45501將為不同的負(fù)載受體形狀提供指導(dǎo)。
校準(zhǔn)程序應(yīng)指定在測(cè)試期間將負(fù)載放置到何處，校準(zhǔn)結(jié)果(以證書格式)還應(yīng)記錄位置。
偏心度測(cè)試中使用的測(cè)試負(fù)載應(yīng)至少為衡器最大負(fù)載的三分之一(1/3)。如果可能，最好僅使用一個(gè)測(cè)試負(fù)載進(jìn)行測(cè)試。這樣，可以更容易地確定負(fù)載的重心位于指定位置。對(duì)于具有多個(gè)范圍的衡器，偏心度測(cè)試應(yīng)在最大量程內(nèi)進(jìn)行。
由于偏心度測(cè)試的目的是找出負(fù)載位置引起的差值，因此沒有必要進(jìn)行精確的標(biāo)定負(fù)載。通過測(cè)試使用相同的負(fù)載自然很重要。如果偏心度測(cè)試也用于確定指示的誤差，則應(yīng)使用校準(zhǔn)的負(fù)載。
◆偏心度測(cè)試程序
指示在測(cè)試前歸零。測(cè)試負(fù)載被放置在位置1并記錄指示。然后，測(cè)試負(fù)載移動(dòng)到位置2到5，并在每個(gè)位置記錄指示。最后，將測(cè)試負(fù)載再次放置在位置1，以檢查指示是否偏離位置1中的先前指示。
可以在每個(gè)位置之間檢查零，以查看其有未更改。如有必要，衡器可以在每次測(cè)試之間歸零。或者，當(dāng)負(fù)載位于位置1時(shí)，您也可以對(duì)衡器進(jìn)行處理，因?yàn)檫@樣可以更容易地看到位置之間的任何差異。
2、可重復(fù)性測(cè)試
與任何儀器一樣，衡器也可能出現(xiàn)可重復(fù)性問題。這意味著，當(dāng)對(duì)同一負(fù)載進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)，結(jié)果并不總是完全相同的。為了了解衡器的可重復(fù)性，進(jìn)行了可重復(fù)性測(cè)試。
重復(fù)性測(cè)試通過多次更換負(fù)載受體上同一位置的相同負(fù)載(以避免任何偏心誤差)來執(zhí)行。測(cè)試應(yīng)在相同和恒定的條件下進(jìn)行，并且處理方式相同。
使用的負(fù)載應(yīng)接近衡器的最大負(fù)載。通常，重復(fù)性測(cè)試僅用一個(gè)負(fù)載完成，但也可以通過幾個(gè)不同的負(fù)載值單獨(dú)完成。負(fù)載不一定需要是校準(zhǔn)負(fù)載，因?yàn)槟康氖钦页隹芍貜?fù)性。如果可能，使用的負(fù)載應(yīng)為單個(gè)負(fù)載(不是幾個(gè)小負(fù)載)。
重復(fù)性測(cè)試通常通過連續(xù)重復(fù)測(cè)量至少5次來完成。對(duì)于范圍大(超過100kg/220磅)的衡器，應(yīng)至少進(jìn)行3次。
在可重復(fù)性測(cè)試中，儀器首先歸零，然后將負(fù)載施加在負(fù)載受體上，并在穩(wěn)定后記錄指示。然后，移除負(fù)載，并在必要時(shí)檢查零指示并歸零。然后再次放置負(fù)載，等等。
對(duì)于多量程儀器，負(fù)載接近但低于第一量程的最大值通常就足夠了。
3、稱重測(cè)試
稱重測(cè)試的目的是分步驟測(cè)試衡器在整個(gè)量程內(nèi)的精度(校準(zhǔn))，并隨著重量增加或減少而改變。最常見的做法如下：首先將衡器歸零不帶任何負(fù)載。設(shè)置第一個(gè)測(cè)試點(diǎn)的負(fù)載，等待穩(wěn)定，并記錄指示。通過所有增加的測(cè)試點(diǎn)繼續(xù)增加負(fù)載。記錄最大負(fù)載后，開始通過減少的測(cè)試點(diǎn)降低負(fù)載。
在某些情況下，稱重稱只能通過增加的負(fù)載或僅減少負(fù)載進(jìn)行校準(zhǔn)。通常使用5到10個(gè)不同的負(fù)載(測(cè)試點(diǎn))。最高負(fù)載應(yīng)接近稱重稱的最大負(fù)載。最小測(cè)試負(fù)載可以是最大負(fù)載的 10%，也可以是通常使用的最小重量。
通常，選擇測(cè)試點(diǎn)，以便它們?cè)谡麄€(gè)范圍內(nèi)平均分布。更多測(cè)試點(diǎn)可用于衡器的典型使用范圍。使用多范圍衡器時(shí)，每個(gè)系列均應(yīng)單獨(dú)校準(zhǔn)。
①線性
在稱重測(cè)試中，通過稱重稱的測(cè)量范圍使用多個(gè)點(diǎn)有助于揭示線性度的任何問題。線性問題意味著稱重稱在整個(gè)范圍內(nèi)測(cè)量的精度不相等。即使零和滿量程都是正確的，量程中間也可能有誤差，稱為線性誤差或非線性(或非線性)。
下圖是非線性的一般說明。即使儀器的零和滿量程調(diào)整正確，由于儀器的非線性，在中量程有誤差：
②遲滯性
遲滯性是當(dāng)測(cè)試點(diǎn)隨著重量的增加或減少接近時(shí)的指示差異。要找出稱重稱中的任何遲滯問題，您需要用增加點(diǎn)和遞減點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)。
在稱重測(cè)試中，當(dāng)增加或減少負(fù)載時(shí)，重要的是不要超調(diào)或欠調(diào)。這意味著，當(dāng)您增加負(fù)載時(shí)，您必須以增加的重量接近每個(gè)測(cè)試點(diǎn)。您不應(yīng)該添加太多的重量，然后刪除它，因?yàn)檫@樣您失去了遲滯的信息。同樣，在減少點(diǎn)時(shí)，請(qǐng)確保接近的每一個(gè)點(diǎn)的重量都在下降。顯然，為了能夠做到這一點(diǎn)，測(cè)試負(fù)載的使用應(yīng)該提前計(jì)劃好。
下圖是遲滯的一般例證。校準(zhǔn)稱重稱時(shí)，增加和減少校準(zhǔn)點(diǎn)的結(jié)果是不同的：
4、最小重量測(cè)試
最小重量測(cè)試是一種并不總是需要做的測(cè)試。這種測(cè)試是某些行業(yè)(如制藥行業(yè))所必需的。最小重量測(cè)試的目的是在達(dá)到可靠的測(cè)量結(jié)果和滿足精度要求的同時(shí)，找到可測(cè)量的最小負(fù)載。當(dāng)測(cè)量值變小時(shí)，讀數(shù)的相對(duì)誤差通常更高。衡器不應(yīng)用于測(cè)量小于最小負(fù)載的任何負(fù)載。
對(duì)于最小重量測(cè)試，兩個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)有不同的方法。讓我們快速了解一下這些：
◆美國藥典(第41章)
在近年來的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格改變后，它不再指最小稱重測(cè)試，而是要求通過找到衡器的重復(fù)性(2倍標(biāo)準(zhǔn)偏差)為讀數(shù)的0.1%來確定衡器的最小工作范圍。
實(shí)際上，在某些情況下，標(biāo)準(zhǔn)偏差可能非常小，但要測(cè)量的最小重量無論如何不應(yīng)小于實(shí)際刻度間隔(d)的820倍。
◆EURAMET 校準(zhǔn)指南18(附錄G)
計(jì)算每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)量不確定性和最小可用負(fù)載的原理是，不確定性仍然足夠小，足以滿足衡器的要求。
除了上述標(biāo)準(zhǔn)要求外，制藥行業(yè)的要求還需要單獨(dú)的最小稱重測(cè)試，其中多次測(cè)量負(fù)載，以找出負(fù)載較小的衡器的準(zhǔn)確性。
5、其他測(cè)試
標(biāo)準(zhǔn)中還指定了一些其他測(cè)試，盡管這些測(cè)試通常不在正常校準(zhǔn)期間完成，但可以作為一種批準(zhǔn)測(cè)試或在初始驗(yàn)證中執(zhí)行。這些測(cè)試的示例包括：①皮重測(cè)試；②鑒別測(cè)試；③指示隨時(shí)間的變化測(cè)試；④磁相互作用測(cè)試。
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