衡器使用前的校准原则与方法

一、什么是衡器

衡器（weighing machine），是计量器具的一个重要组成部分。是利用“胡克定律”或“力的杠杆平衡原理”测定物体“质量”的。

衡器主要由承重系统（如秤盘）、传力转换系统（如杠杆传力系统）和示值系统（如刻度盘）3部分组成。

衡器按结构原理可分为机械秤、电子秤、机电结合秤三大类。

（请大家百度“胡克定律”、“质量”与“重量”的区别？）

二、为什么衡器使用前要做“前校准”

一台衡器使用时是否准确，除了衡器本身的制造质量之外，还需综合考虑其它技术指标的符合性。

有人认为衡器“调0”或者开机显示“0”便可直接称量，但是0点准确，只能说明零位稳定性合格，并不能说明衡器称量的数据准确度就会符合测试标准。

影响衡器准确性的主要因素有以下几点：

1、        闲置时间较长

2、        使用位置移动

3、        放置水平度的影响

4、        使用环境变化

5、        不同季节的外界温、湿度变化

6、        电子元件的制造质量

7、        重力加速度g随着纬度和高度变化，需要通过校准来消除重力加速度g对质量m的影响。

所以，衡器在使用前每开机后必须进行校准，否则其准确度将相差甚远。

三、哪些衡器使用前不需要做“前校准”

通常，并不是所有的衡器在每次开机后、使用前都需要进行前校准。

同时符合下列条件的衡器，就没有必要做前校准。

1、        使用精度要求不高。

2、        非关键质量影响。

3、        定置使用。

4、        不方便校准。

请自行进行风险评估，根据质量影响风险、衡器自身技术风险考量。

四、衡器校准的原则

计量检定必须按照国家计量检定系统表进行量值传递。

通常的量值传递方法就是利用“直接比较法”或者是“组合比较法”借助于相应准确度的“标准天平”将“较高准确等级的砝码量值”传递给较低准确等级的砝码。

常规的传递方法就是采用直接加砝码法，实现对衡器量值的传递。

五、周期性校准的常规程序：（一年或半年）

示值检定

检定点一般不少于5个，但至少要包括最小秤量、500e、1/2最大秤量、2000e、最大秤量等点。

依次在台秤台面上加载上述砝码，待秤平衡后，记录下每次显示的示值。当达到最大秤量后，依次取下砝码至上一个检定点重量，用于回程检定。相同载荷下的两次结果之差即为回程误差。

重复性检定

取1/2最大称量，进行重复性检定。共做3次，每次秤量完后应使秤恢复平衡。其结果的最大值与最小值之差即为重复性误差。

偏载检定

取约1/3最大称量，进行偏载检定，检定点选择台面（承载器）1/4的区域。依次加放在该区域秤量砝码，每次测得的结果与标准值之差即为偏载误差。

六、使用前校准的常规程序：（每天或每次使用前）

为了简单实用，通常是先调整0点，然后单点校准。

选取与“计划称量的物料的质量”接近的标准砝码，进行重复性检定。

要将标准砝码放在秤盘中心。

共做3次，每次称量完后应使秤恢复平衡。

其结果的最大值与最小值之差即为重复性误差。

任何一次称量结果的误差，应不大于该秤量的最大允许误差。

七、大型衡器检定的标准砝码替代法

在衡器检定中，尤其是大型衡器的检定和自动衡器的检定，有时无法采用上述的直接加砝码法，需要采用在质量检定系统表中没有的一些方法。

其中最常用的是“标准砝码替代法”，经过理论上的分析基本上也能够满足“其测量不确定度不大于被检衡器最大允许误差MPE的1/3”这一原则要求，并且还具有使用方便的特点，在衡器检定实践中具有很强的生命力。

最大秤量在几吨、几十吨以上的衡器，以前的检定都是使用大量的20kg砝码，用人工搬运的方法一步步地检至最大秤量。

由于这种方法工作量大，有一定的局限性，后来大型衡器检定使用了500kg -1000kg圆柱或矩形的大砝码，再配备之相应的运输、起吊设备，构成一台检衡车。

配备足量的标准砝码，由检衡车多跑几趟拉足砝码实现对最大秤量的检定，这种方法仅适用路途近的场合。由于费用较大、极为不经济，应用比较少。

另一种方法是配备一定量的标准砝码，在检定现场寻找合适的“替代物”，采用标准砝码替代法实现衡器最大秤量的检定。

标准砝码替代法是对大型衡器检定时，由于准备的标准砝码数量又达不到衡器最大秤量所需的量，就可用恒定载荷代替标准砝码进行检定。

方法是：先将检定现场所有的标准砝码放到被检衡器上，检定至需要进行替代的秤量，记录下该秤量误差和找化整前误差（闪变点）所用小砝码的量，然后将标准砝码卸下（注意不要空秤），将替代物加到衡器承载器上，并通过加减小的替代物恢复到该秤量的实际误差，此时“闪变点”处所用小砝码要与替代前的一致。

此时就可以再向衡器加上前面被替代下来的标准砝码，进行更大秤量的检定，直至所有的标准砝码又都加到衡器上，再进行砝码替代，这样重复替代几次直检至衡器的最大秤量。

在砝码替代过程中必然会产生一定的方法误差，而这些误差主要是由被检衡器重复性造成的，故标准砝码的替代法应当对被检衡器的重复性提出相应要求。具体规定是：

“当被检衡器的最大秤量大于1t时，可使用其它恒定载荷替代标准砝码，前提是至少具备1t标准砝码，或是最大秤量50%的标准砝码，两者中应取其大者。在以下条件下，标准砝码的数量可以减少，而不是最大秤量的50%。

若重复性不大于0.3e，可减少至最大秤量的35%。

若重复性不大于0.2e，可减少至最大秤量的20%。

重复性是将约为最大秤量50%的载荷在承载器上施加三次来确定的。”

从以上规定可见，当检定小于1t的衡器必须配备与被检衡器最大秤量等量的标准砝码。当检定大于1t的衡器时，才可使用标准砝码的替代法，但是必须具备1t的标准砝码。

对于小于1t的衡器，法定是不能使用替代法的。

八、制药厂衡器的使用前校准建议

建议，当然还是采用国家规定的方法了。

使用前的校准，不建议做“多点检定”和“偏载检定”，比较麻烦，也没有必要。因为有“年度”或“半年度”的“定期校准”就可以保证了。

使用前的校准，只是为了消除短时间的外部环境对于衡器的影响。

周期性校准是选取“1/2最大称量”，进行重复性检定，共做3次。

使用前的校准，因为是单点校准，最好选取与“计划称量的物料的质量”接近的标准砝码，进行重复性检定。

比如最大称量500Kg的称，你要称量23kg，最好使用20kg标准砝码，如果称量300kg左右的物料，当然是选择300Kg的标准砝码了。

减少使用前校准的的复杂性的方法：

想使用小砝码校准，你就把每次的称量减小，比如一批物料小量多次称量。

其实一般工厂都会配备常规的标准砝码。多个重量比较大的标准砝码，一般会做一台砝码车，使用手动叉车跟着衡器的使用地点运来运去。