关于天平的一些小知识
设备确认与验证


1.        称与天平的设计工作原理不同

从使用上可以看出区别主要是在精度上。只有e值是1、0.01、0.001(10次方)时才能放大d值。e值为2、5时d值不能放大,d值放大的话是不连续所以称量值不准确。

电子天平的精度比电子秤高,因为电子天平内部结构比较复杂,精度也比较高,所以实验室用的是电子天平而不是用电子秤。由此可以根据测量精度来区分电子天平和电子秤,一般精度在1/100000以上的我们称之为天平,比如,最大称重量100克,精度0.001克。电子秤的精度一般为1/3000,也就是说全程量3000g,精度可以达到1g电子天平的传感器较电子秤复杂,电子天平可以用砝码校准,但电子秤不行,这也造成了电子天平的精度高于电子秤。高精度的电子天平一般采用电磁平衡传感器,灵敏度和稳定性较高,精度可以达到0.1mg以上,也有一些电子天平采用陶瓷电容传感器,精度可以达到1mg。电子秤一般采用应变式传感器,重量较轻,比较便宜,损坏后很难维修,只能更换,稳定性很差。

电子天平和电子秤的区别以测量精度为标准,特别是电子天平可以经过校准,校准提高了电子天平的精度,通过砝码校准,电子天平测得的数据是该物体的质量,电子秤测得的就仅是物体的重力。

2.        最小称量值与最小秤量值的区别

在聊最小称量值之前,先聊一下另外一个概念最小秤量值,这两个术语只有一字之差,但是是完全两个不同的概念。对于衡器厂商来说,秤的铭牌会标注最小秤量值。对于工业秤来说,它属于3级衡器,故对应图一中的第三行数据,即最小秤量值为20e。打比方您购买的秤是3kg,3000e的秤,e=1g,最小秤量值就是20g。当称量量小于20g时会产生较大的相对误差。光说无凭,我们不妨算一下。比如说我们秤10g的东西时,误差为+-0.5g,相对误差|+-0.5g|/10g*100%=5%。那如果秤600g的东西呢,|+-1g|/600g *100%=0.017%。所以这就是为什么说当称量量小于20e时会产生较大的相对误差。最小秤量值主要考虑称重设备自身的性能,不考虑外界对称重设备的影响。

而我们在用秤过程中由于各种原因会对秤的精度造成影响而且生产上也有自己的工艺允差要求,这时候我们的主角最小称量值登场了,最小称量值是结合考虑了称重设备使用过程中的综合误差和生产工艺允差计算出来的。用校准得来的设备综合误差作图,设备综合误差作图与工艺允差图之间的交点即为最小称量值。由于设备在使用过程中会受到各种各样的影响,导致它的误差可能在使用过程中增加,导致最小称重值不够用,所以需要对最小称量值做相应的放大,也就是说添加安全系数。

3.        确认内容

A、设计确认(DQ):根据细化客户的称量需求来选择合适的天平参数

B、安装确认(DQ):验证产品的运输、拆箱、初次安装

C、运行确认(OQ)

——天平的各项功能检查,如按键、自动门

——测试四角、线性、重复性

——计算最小称量值

D、性能确认(PQ)

——验证产品符合设定的规格指标

——用户需要制定标准作业流程

——建议经培训的技术服务人员做周期性的功能和性能测试

4.        最小称量值的计算

e检定分度值:相当于一个单位,含义是把量程分成若干份,每一份就是一个e值即:量程=若干份*e

d显示精度:即跳动的间隔

允许误差应大于等于e值

最小秤量值=20e(法规要求)

最小称量值=SF*U/T

S:称量不确定度一般取2;

F:一般取0.41;

U:取d值;

T:工艺允许误差

5.        称与天平的选择

选择天平时一方面需要看精度另一方面还需要看公司需要的最小称量与天平理论最小称量比较;

选择称时需要根据公司自己内部最小称量量与称量允许误差确定。

6.        校准与检定的区别

 

检定 Verification

校准 Cafibration

测试单位

当地的计量机构

计量机构/测试第三方/客户自己

测试基准

检定分度值e

显示分度值d

测试目的

各项测试是否符合最大允许误差

发现误差、并分析各误差大小对总体称量精度的形响

测试规范

检定规程JJG(JJG536-2016)

校准规范JJF/校准方法

测试范围

称重设备本身

称重设备+外界环境

测试频次

各项测试符合检定规程规定的频次

≥各项测试符合检定古城规定的频次

测试地点

无要求

一定要在设备的使用点

方法

只测试不计算

测试:偏载、现行、重复性和示值

计算:无

测试+计算

测试:偏载、线性、重复性和示值

计算:需要

7.        参考文件

GB/T 7723-2017       固定式电子衡器

GB/T 26497-2022     电子天平

JJG 1036-2022   电子天平

JJF 1847-2020    电子天平校准规范