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十万分之一天平、百万分之一天平,如何验证计量性能满足使用要求?
来源: | 作者:莱衡(SHLSCALE) | 发布时间: 2025-08-05 | 1838 次浏览 | 分享到:

十万分之一天平可读精度d=0.01mg,百万分之一天平精度d=0.001mg,这些I级特种准确度的天平可读精度d远远小于天平的最小检定分度值e=1mg,而最小的可用砝码是1mg,该如何验证其计量性能是否达标?该用什么标准验收呢?

    特种准确度的天平用什么标准来验证呢,有些客户的行业标准比如医药行业要求比较高,一般来说药典对天平的要求标准>天平计量性能标准>检定规程标准。

   天平的准确度等级如下表所示。哪怕是万分之一天平,只要量程≥50g,即使e=10d=1mg,也属于I级准确度。更不用说十万分之一天平也属于I级。

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   天平的最小秤量用d代替e计算,万分之一天平d=0.001mg,100d=0.1mg,仍然小于e=1mg。百万分之一天平更不用说了。

而允差表如下图所示:

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     由于d远远小于1mg,只能取e=1mg的最小检定分度值,此时会发现如果仅按照JJG1036-2022电子天平检定规程允差来验收,I级天平的最大允差±1.5mg,对于万分之一以上精度的天平来说,只要是个正常的产品完全没有任何问题,采用检定允差是否符合要求来验收基本没有意义,可以理解为JJG1036-2022《电子天平检定规程》只适用于检定分度值e≥1mg的电子天平的检定

     对于高精度天平应该参照JJF1847-2020电子天平校准规范,它的适用范围更广,可以更好满足客户的个性化计量需求。参照电子天平校准规范测试天平的计量性能,给出测量误差及其不确定度。主要验证示值误差、重复性、偏载误差,测试其性能是否和产品宣传的性能参数一致。

1、示值误差:指天平任何单次测量的示值与对应的砝码参考量值之差。

示值误差的测量:在需校准的称量范围内均匀选取测量点,至少需有6个不同的试验载荷点,其中需包括零点、最大秤量点或接近最大秤量点。根据客户的需求可增加测量点。

2、重复性:指在重复性条件下,以实际一致的方法将同一载荷多次地放置在天平承载器上,天平提供相互一致结果的能力,用标准偏差表示。根据重复性测量点试验载荷的示值计算标准偏差(s)。

电子天平的标准偏差S是通过连续多次测量同一物体,然后利用统计学方法计算得出的。具体步骤如下:

1. 使用电子天平对同一物体进行多次测量(通常至少6次以上),记录每次的测量结果。

2. 计算所有测量结果的平均值。

3. 分别计算每次测量结果与平均值的差的平方。

4. 将所有差的平方相加后除以测量次数(n),得到方差。

5. 对方差进行开方运算,得到标准偏差。

注: 重复性条件包括:相同测量程序、相同操作者、相同测量系统、相同操作条件和相同地点。并在短时间内对同一或相类似被测对象重复测量的一组测量条件

   试验载荷应尽可能由单个砝码或单个替代载荷组成。选择载荷时,应合理考虑天平的最大秤量和实际分度值d。对于单分度天平,通常试验载荷在接近 50%最大秤量到接近100%最大秤量之间选取。 对于多分度/多范围的天平,试验载荷通常在最小实际分度值对应的接近 50%最大局部秤量到接近100%最大局部秤量之间选取。如客户有特殊测量点需求,可调整测量点。在每次测量之前,应将天平示值置零,在天平称量盘中间加载试验载荷,稳定后记录天平的示值。照此方法至少重复测量6次。


3、偏载误差:指同一载荷在不同位置的示值误差,用不同位置的示值与中间位置示值的最大差值表示。

     测量包括将试验载荷放在承载器的不同位置,如图所示测试位置。

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关于测试砝码的精度等级选择也是有要求的,根据Max/d的范围确定。

当1000000< Max/d:选择至少E2等级砝码。

当150000< Maxd≤1000000:对于证书中只给出标称质量值的砝码,选择F1等级及以上砝码;对于证书中给出折算质量值的砝码,选择F2等级及以上砝码;

当15000< Max/d≤150000:对于证书中只给出标称质量值的砝码,选择F2等级及以上砝码;对于证书中给出折算质量值的砝码,选择M1等级及以上砝码;

当Max/d≤15000:对于证书中只给出标称质量值的砝码,选择M1等级及以上砝码;对于证书中给出折算质量值的砝码,选择M2等级及以上砝码。

     用于医药行业的“精密称定”(中国药典中规定的“精密称定”是指称取重量应准确至所取重量的千分之一)的天平,还需要关注“最小称量值和最小样品量指标。这里强调是“最小称量”,不是“最小秤量”,二者完全不同。国家药典委员会发布的《关于9032分析用电子天平称量指导原则标准草案的公示》中明确了药品标准中规定需“精密称定”的操作,首先应满足中国药典凡例下精确度的相关要求。在此基础上可参考本指导原则中仪器确证项下“准确度”和“重复性”性能核查的要求,选择性能合适的电子天平进行“精密称定”操作。性能指标主要核查准确度、重复性最小准确称量值和最小样品量。其中准确度是指灵敏度误差、线性误差、偏载误差。通常偏载误差和线性误差对电子天平准确度的影响远小于灵敏度的影响,所以在实施周期校准的情况下,性能核查可以只考察灵敏度。

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    如果砝码的相对最大允许误差(即砝码的最大允许误差除以其标称质量)不超过灵敏度限度值(0.05%)的三分之一,可直接使用其标称质量。如果无法获得砝码的相对最大允许误差,则必须使用砝码质量的校准结果进行评估,而且必须确保校准结果的不确定度与其标称质量的比值不大于限度值(0.05%)的三分之一。


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