在（zài）本（běn）係（xì）列上一期關於電子天平水平調節的分享中，小編主要針對水平調節的必要性（xìng）、原理、以及調節方法等方麵進行了詳細（xì）的梳理和（hé）通俗易懂的闡述，特別是就容易搞錯（cuò）的調節規則與手法為大家總結了詳細的法則，相信小編手把手（shǒu）式的經驗傳授應該能為大家（jiā）的（de）實際操作起到實質性的幫助吧。水平調節的話題告（gào）一段落，本期小編將搬上天平的前期準備工作中最重（chóng）要也是最有講究的一環——校準，那麽在天平的校準中，又有哪些值得關注的點呢？

老司機也難（nán）免（miǎn）會（huì）混淆的微妙概念

早在中學物理課本裏，我們就學（xué）過物體（tǐ）的重（chóng）量G=mg（m為物體（tǐ）的質量，g為重（chóng）力加速度），對於同一個物體，無論把（bǎ）它放置在地球上的任一位置（zhì），它的質量都是不會發生變化的。然而，重力加速（sù）度g的值在地球上的不（bú）同地（dì）方是會有微小差異的（de），因此同一（yī）物體（tǐ）在不同地方的重量是不相同的。而電子天（tiān）平則（zé）是采用電磁力與被測物體的（de）重力相平衡的原理來測量物體的重量，並經過內部（bù）程序計算和顯示出物（wù）體的質量，這（zhè）與托盤天平的稱量原理是不同的，所以就會出（chū）現同一台電子（zǐ）天平在不同地方稱量同一個物體會顯示不同的質量結（jié）果。此外，諸如溫度、濕度等環境因素（sù）也會影（yǐng）響（xiǎng）電子天平的傳感器，導致稱量結果的誤差。

為了避免不確定因素帶來的不良影響，就需要在使用電子天平之前進行校準，並在使（shǐ）用周（zhōu）期（qī）中進行定期的（de）校準，特（tè）別是在對稱量結果準（zhǔn）確度和精確度敏感的應用中。校準（Calibration），是通（tōng）過一組稱量活動，來檢測天平的各項計量性能，包括誤差和不確定度的分析等。作為（wéi）一種良好的稱量習慣，校準能夠有效地保證稱量的可靠性。通過校準（zhǔn），能夠檢測出天平的工（gōng）作性能，避免物料浪費、返工、過渡使用後的產品召回，定期校準並執行日常測試是（shì）降（jiàng）低相關風險（xiǎn）的最佳方法。

然而，對於一字（zì）之差的“校正”，含義卻有微妙的差別（bié）。校正（Adjustment），又（yòu）稱標（biāo）定（dìng），是在測（cè）量（liàng）係統中進行的一組操作，提供與將（jiāng）要測量的數量的給定值一致的規定指示。天平在投入使用前（qián）、工作一段時間以後、或者變更位置（zhì）後，都需（xū）要進行校正，以消除重力（lì）加速度、環境幹擾因素等導致的稱量誤差（chà）。通常，需要使用高精（jīng）度（dù）的標準砝碼（mǎ）來對天平進行（háng）量（liàng）程校正。綜上所述，通過（guò）定期的校準和校（xiào）正，可以減少天平的稱量誤差，並且對天平（píng）的計量性（xìng）能有（yǒu）一個全麵的把握，確（què）保稱量結果滿足實驗和生產的要求。

在日常工作中，大家往往比較容易混淆（xiáo）“校準”和“校正”的概（gài）念，對於（yú）這（zhè）種嚴格意義上微妙差別（bié），習慣上大家會有一定程度的通（tōng）用性，校正也可以被認為是狹義上（shàng）的校準，本文接下來的內容主要是在此基（jī）礎上進行討論。

走近極致考究的校準術

A. 關於砝碼的學問

談到校（xiào）準，起到至關重要作用的就是砝碼。砝碼是具有一定物理特性和計量（liàng）特性且（qiě）能夠複現質量值的一種（zhǒng）實物量具，關於其形狀、尺寸、材料、表麵狀（zhuàng）況（kuàng）、密度、磁性、質量標稱值、最大允許誤差等指標都有非常嚴格的規定。作為標定、校驗衡器的（de）最普遍也是最重要的工具，國際法製計量組織（OIML）對砝碼進行了明確的等級劃分，共分為9個等級：E1、E2、F1、F2、M1、M1–2、M2、M2–3、M3，等（děng）是按照（zhào）不確定度來分，等砝碼有修正值；級是按照示值誤差來分，級砝碼沒有修正值，隻要其示（shì）值誤差在此範圍內都是認為合（hé）格的。在砝碼的眾多指標當中，和校準關聯度最高的就是最（zuì）大允許誤差（MPE）了，國際相關法規條（tiáo）款對各個等級的砝碼的MPE有明確的規定，以下表格是對（duì）電子天平所常用質量標稱值砝碼MPE的說明（誤差值以毫克為單位）：

從（cóng）上圖可看出，在相同質量標稱（chēng）值的情況下，MPE的大小跟砝碼（mǎ）等級的高（gāo）低（dī）成反比；在相同砝碼等級的情況下，MPE的大小跟質量標稱值的大小成正比。

同時，在國家標準的相關規定裏，根據檢定分（fèn）度（dù）值e和檢定分度數n將電子天平分為四個準確度級別，由高到低依次為特種Ⅰ、高Ⅱ、中Ⅲ、普通Ⅳ準（zhǔn）確度級。結合砝碼MPE的變化趨（qū）勢可得出，準確度越高的天平（píng）需要用越高等級的砝碼進行校準，這樣校準天（tiān）平的（de）數據就越精準。比如十萬分（fèn）之一和萬分之一天平應選用E級係列砝碼校準，千分之一天平應選用E2或F1級砝碼進行校準，以此（cǐ）類推。

B. 校準（zhǔn）的分類

從校準（zhǔn）的用途上來講分為“量（liàng）程校準（zhǔn）”和“線性校準”，在製造和維修過程中需要結合兩種校準（zhǔn）方式（shì）共同實施，而日常使用過（guò）程一般隻需（xū）做量程校準。

量程（chéng）校準（zhǔn）主要是在當前稱量（liàng）環境（jìng）下對天平進行賦值，通過（guò）稱量一個已知質量（liàng）的砝碼，來獲得實際值和顯示（shì）值之間的比例關係（xì），作為以後稱量顯示值計算的係數，目的（de）是消（xiāo）除不同緯度及海拔高度對稱量結果的影響、環境溫度變化對稱量結果（guǒ）的影（yǐng）響，以（yǐ）及天平使用一段時間後積（jī）累的誤差。通（tōng）常（cháng），量程校準采用比較簡單的（de）兩點校準法，第一個點為零點，第二個點為天平的最大量程，日常操作（zuò）起（qǐ）來比較容易，能夠使天平快速（sù）適應當前的稱量環境，保證整個量程範圍內的稱量準確，是實驗室工作人員一種普遍的校準方法。

線性校準主要是通過對全量程範圍內的（de）多（duō）個點的稱量（liàng）結果的線性化來消除誤差，使（shǐ）得顯（xiǎn）示稱量結果與參考質量的比例接近相同。一般來說（shuō）是在3個點設（shè）置電子天平，即零點、半量程和最大量程。天（tiān）平（píng）經過線（xiàn）性校準後，其全量程線性誤差通常表（biǎo）現為S型，即在零點、半量程、滿量程3個校（xiào）準點（diǎn）誤差很小，在1/4，3/4滿量程點誤差相對較大。為獲得更好的線性，可以（yǐ）采取（qǔ）多（duō）點修正的方式，比（bǐ）如製（zhì）造過程中往往采用更科學的5點線性（xìng）法。當然數學修正隻是輔助的，天平的示值誤差還是取決（jué）於其本身的真實性（xìng）能。

以上兩圖描述了電子天平在實際載荷m和稱量示值W之間的線性關係，左圖的直線為理想線性特征曲線，右圖為實測曲（qǔ）線（非線性曲線）與理想直線的對（duì）比，其中非線性就是指不按比例、不成直線的關係，且函數的一階導數（shù）不為常數。m₀處的NL為稱量示值與實際負載間（jiān）的非線性誤差。在天平的稱量規（guī）格說明書中，線性通常表述為在不斷增加負載的測試中得到的最（zuì）大（dà）誤差值（以克為質量單位（wèi）），誤差值越小，說明線性（xìng）度越高，稱量越準確。

由於線（xiàn）性校準采用的是分（fèn）段誤差比較，節點越多，非線性誤差就越小，實測曲線就越（yuè）接近於理想的擬合（hé）直（zhí）線，因此線性校準是保證每一個稱量（liàng）範（fàn）圍都做到最大程度的準確，從而對校準的條件會（huì）有更加嚴格的要求。通常，線性校準過程在恒溫恒濕的環境下，由機械手自動完成。校（xiào）準時需準（zhǔn）備相應的多個砝碼，非專業人員（yuán）嚴禁私自進行操（cāo）作，否則不能恢複原有程序，影響天平的正常（cháng）使用。

綜上所述（shù），量（liàng）程校準和線性校準各有各自的特點和（hé）用（yòng）途，將（jiāng）二（èr）者結合（hé）能夠有效提升校準的質量。

從校準的（de）方法上來講分為內校和外校。內校（xiào）是指利用電子天平內部安裝的校準砝碼並遵循內部標準程序進行校準。校準時隻需按一下校準鍵，電機會驅動帶內（nèi）置砝碼的升降（jiàng）裝置，對天平進行加載，從而實施並完成校準。

外校是指利用外部砝碼對天平本身誤差（chà）進行（háng）修正的方式進行校準。事先需檢查外部砝碼是否通過檢定，並在檢定有（yǒu）效期內，主要是為了確保（bǎo）砝（fǎ）碼滿足相關標準對實物量具的控製要求。開始校準時先按下校準鍵，再（zài）通過手動把指定量程的砝（fǎ）碼放到電子天平秤盤（pán）上，來（lái）完成校準過程。

通常，外（wài）部砝碼可能（néng）會受到灰塵沾染、日常磨損和酸堿腐蝕等自然因素的不良影響，所以（yǐ）為了保證計（jì）量工作的準確性，外部（bù）砝碼（mǎ）也需要定期進行校準，常常需付費請省（市）級計量院做測試；再加上人為拿錯砝碼的可能性，因此外校型天平對（duì）人為操（cāo）作的要求會更加苛刻。而內置砝碼的天平一（yī）般不會出現這（zhè）些情況，並可以通過修改天平的校正程序參數來修正偏差。綜（zōng）上所述，內校可以（yǐ）有效避免不確定因素所造成（chéng）的誤差，相比外校是一種更（gèng）加節約成本的方法。

無論是內校還是外校，電子天（tiān）平在使用之前都必須進行預熱（萬分之一位（wèi）天平需要至少1個（gè）小（xiǎo）時的預熱），其次（cì）進行水平調節，之（zhī）後就可以開始進行校準了（以下（xià）步驟為傳（chuán）統校準方法（fǎ），具體不同品牌和型號的天平會有一定的差（chà）異）：

第一，確保秤盤上沒有稱量物品時應穩（wěn）定地顯示為零位。

第二，按“CAL”鍵，啟動電子（zǐ）天平的校準功能。

第三，內校型天平的顯示器（qì）由“C”變成零位時，表示校準結束；外校型天平的顯示器上首先顯示需要準備的砝碼（mǎ）的（de）質量值，其次將與天平準確度級別相對應等級的（de）標準砝碼放在（zài）天平的秤盤上。當屏幕顯示值不變時，取出砝碼，屏幕顯示“Done”之後（hòu）說明已經完成（chéng）校準（zhǔn）。

第四，如果在校準中出現錯誤，電子天平顯示器將顯示“Err”，或“Time out”，應重新進（jìn）行校準。

怎麽樣，看過了上麵的詳細介紹，你有沒有發現校準是一（yī）門相當有技術含量的學問呢？其（qí）實，隨著稱量技（jì）術日新月（yuè）異的發展，校準手段也越來越趨於人性化（huà）。