广东省紫金县质量技术监督检测所 517400
摘要：企业在进行生产和贸易时经常要对产品进行校对与周期性的检测，也就需要相应的衡量器。衡量器有很多种，其中关键的一项就是检定的方法。一直以来，砝码的检定方法都是人们所关注方法之一。其主要作用是检定所测物体质量，一旦砝码自身质量都不准确，就会导致检定结果出现误差。现有标准砝码检定虽有的地方已实现自动化检定，但尙未普及，多数单位仍以实验室手工检定为主，所以，为了保证砝码在称量过程中的准确度，还需人工定期对砝码进行检定，使用前也要再次检定校准，以免在称量过程中出现错误。
关键词：砝码；检定；计量方法
一、前言
定量分析之中最重要的仪器之一就是砝码，它属于一种检定方法，具有一定计量、物理特性。砝码是否准确直接影响到称量结果的准确度，所以砝码的检定工作，对保证实物的准确性和可靠性能是相当的重要。砝码的检定方法一般有以下几种：替代衡量法、直接衡量法、交换衡量法、连续替代衡量法。这几种衡量法各有其优缺点：直接衡量法，其速度快，但准确度不够高，没有消除不等臂误差；而交换衡量法，相对于小质量的砝码比较实用，而对大质量，多个砝码的取、加来说，不是很方便相对还比较麻烦。现实中我们常采用单次替代法和连续替代法检定，并针对不同砝码需采用不同方法。本文就对砝码的这几种检定方法进行了分析，希望能为同行提供借鉴。
二、砝码的常用检定方法
砝码检定要求。首先要检定实验室温度和湿度，一般实验室的温度应在18℃～23℃，4h内的温差变化在3.5℃以内，相对湿度在30% ~70%，4h内的湿度变化在15%以内。温度和湿度的测量值要填入试验检定记录内。砝码检定时，实验室要关闭门窗，不得有阳光直射，不得有气流和磁干扰。
在运用砝码进行检定之时，大都是直接使用天平来进行称量，但是往往有梁臂不等长的现象，为最终结果带来误差，因此在检定时就必须要采取一定的方法来替代才行。
1、直接衡量法
直接衡量法速度快，操作简单，但衡量时不能消除天平臂不等长的误差，只适用于质量比较小的砝码检定。
2、交换衡量法
这种衡量方式也称作交换法，具体的操作步骤如下表 1 中所示，通过其中方法就可以看出其操作步骤。具体的步骤如下表1所示
此方法的工作原理为：在上表1之中，A是表示标准码，B表示为待定码。a 代表的是交换之后的B与A在检定之中如果遇到不能够读取数的时候，就要添加上维持平衡的小砝码。其检定的最终结果就能够采用特定的公式推导而出。假设B=A+K，a=O。从上表之中可以看出来，按照其顺序中的第二步就相当于从第一步基础上，将质量为 K 的小砝码从右面的盘中移到左盘之中，即是将右盘里面的K取出来加到左盘中。那么这个时候就有以下关系 2K=（LAB—LBA）S（S 为天平的分度值）把 K 代入 B=A+K 中，就可以得出：
B=A+1/2（Lab-Lba）S（1）如果 a≠0，可以想象当取掉 a 时，天平的平衡位置为 LB8，则 LAB=LAB±a/s（2）式（2）中的 LB8 就是（1）式之中的某一个值，将该值代入到（1）里面经过整理就可以得出：
B=A+1/2（LAB—LBA）±1/2a（3）a 加在A时1/2a 前取“+”号；a 加在 B 时，1／2a 前取“一”号。
本文以例子的形式进行阐述：要对一个大小为 20g 的三等砝码，经过检查得出如下的记录见下表，现要求对被检测的砝码质量进行计算，并要对存在误差进行比较，看是否在允许范围之中。解：S=r/[L-LB8]_10/（117-9.2）=0.4rag=0.0004克
B=200033+（1/2）（81—92）×0.0004-（1/2）X0005=200010mg（为待检测砝码的质量）
A=20．0010-20=0．001g=lmg 在 9 砝码试行检定规程中可以查得20g 三等砝码允许误差是±1mg，所以该砝码符合要求。
3、替代衡式量法
这种方法也称替代法，其大体步骤和上面方法相差不大。具体的步骤如下表3所示
上表之中的T是一种等衡量的砝码，主要作用是为了调整平衡。计算公式推出：设 B=A+K，a=0.那么第二步就相当于在第一步的基础上再在右盘上加一个K.K=（LB-LA）S=B+（LB-LA）S，如果 a≠ 0，那么上式就应该为：B=A+（LB-LA）S+a.如果 a 是与 T 相加，那么 a 的前面就要取 “+”；如果 a 是与 B 相加的话，那么 a 的前面就要相应取 “一”号。
例，根据下面表中的数据进行计算，就可以得出其检定物的质量。
解：S=1.0/（11.6-8.3）=0.3mg
B=499988+（10.1-8.3l×0.0003+0002=50.0013g
B=500013—50=0.0013g=1.3mg；0.5<1.3<2 所以为三等砝码。如果按照要求对整盒的砝码做检测，就可以采用连续的替代法，其工作原理与替代法完全一样。
当检测的结果出来之后，有时候会出现个别的砝码修正值已经超过了允许的最大误差值，这时就应该将二等以下的砝码旋转取下该砝码的砝码头，再适当的增减其内部的调整腔中金属颗粒，就能够达到相应目的。
4、大质量砝码检定方法
4.1 检定使用设备
（1）选取同等质量、形状、精度高的即将做为检定使用的砝码，将这些砝码作为一种标准砝码来使用。
（2）一盒具有4级有克组的标准砝码。
（3）一台新的 TGT-1000型号台秤（检定1吨砝码应用SGT一2型地上衡），检定2吨砝码用SGT一型3吨地上衡。对于这个秤是有一定的要求，必须要具备良好的灵敏性与重复性，同时还不能够仅仅作为普通的计量来使用，要作为专用的检定校验砝码来用。
（4）起重工具：比如手动葫芦行车。二者需要联合使用。就是要在行车的起重吊钩之上挂着手动葫芦，再在手动的葫芦吊钩之上挂上砝码。工作的时候，要先开动行车，等到砝码离开秤台面大于 100mm 的高度之时，就要用手去操作手动的葫芦，将砝码轻轻的放置到秤的台面上，这样是为了防止冲撞到秤台面。
（5）使用防震垫一块。要求和被检砝码底面尺寸形状大小相当，厚度大约 50mm以上的橡胶。
4.2 检定环境要求
检测环境要求不高即普通的工作间，工作间内温度一般，相对湿度要<80%。
4.3砝码的质量检测
（1）把台秤安放着实平稳，将防震放在台面板正中央，并且作好定位记号，然后将适当质量的标准砝码置于台面板适当位置上。
（2）台秤的平衡是至关重要的，必须要做好其调整，普遍做法就是观测计量的杠杆。当已经处于平衡的时候，就可以将计量杠杆用手压下，一直到示准器极边的位置上，然后再将手轻轻的放开，仔细观察与记录这个过程之中计量杠杆摆动的幅度大小，当第一周期内距准器上下边缘的距离均小于或等于lmm的时候，此秤就刚好达到平衡。
（3）将一个通过检测已经达到合格的500千克/支4级标准的砝码，通过起重的工具吊放到秤台面上，整个过程要轻拿轻放。同时要仔细的对好位置，然后使用增蛇和游蛇认真将秤调整至平衡状态，再把游佘位置紧固不让其动弹，然后把标准砝码再轻轻吊下来。
（4）将已经通过检测的500千克/只砝码，通过相应的工具缓慢的吊放到台面上相同的位置，同时要让原游舌的位置保持不动，进行仔细观察整个过程的计量杠杆的平衡，这个时候就有可能出现以下几种状况之一的现象：
①计量杠杆恰恰到了平衡状态的现象。这种现象说明了标准的砝码质量和被检砝码质量刚好相等，一旦出现了这种现象，就说明完成了砝码的第一次检测。
②计量杠杆一旦掉下去之后就不再返回上来了。这种现象说明了被检测的砝码中质量比标准砝码轻，出现这种现象就需要在被测砝码之中加上铅块，一直到整个计量杠杆到了平衡状态为止。之后再缓慢调走被检测的砝码，将后面躲增加的铅块装进调整腔之中，这样才算完成了第一次检定。
③当计量杠杆上去后不再掉下来。那么说明被检测的砝码质量偏重了。这时只需要，把铅块轻轻取出从而调整砝码，直到计量杠杆再次达到平衡为止，再继续将被检测的砝码轻轻取下来，把取出的铅块扔掉不用，这时候该砝码第一次检测工作就完成。
④把每只被检测砝码由同一人重复检测两次，两次检测的结果之差应该小于被检测砝码质量的三分之一误差。例如，51级 500千克/ 只砝码允许差值为士50克，两次检测结果之间差值应该小于16克，否则应重新进行检测。
⑤在检测校对操作过程中，必须小心谨慎轻轻取放砝码，严禁碰撞、冲击秤台面。如果有发生，就必须重新开始进行检定。
三、结语
砝码作为分析实验中最主要的实物称量仪器，其精确度和可靠性直接决定称量结果的准确度与可靠度，从而决定了检验结果的成败，所以实验计量人员要充分认识到砝码检定工作的重要意义，不断提升自身水平，为称量实验的准确度和可靠性做出可靠保障。
参考文献：
[1]高长律.M12 等级砝码的检定及不确定度计算[J].铁道技术监督，2004（1）：44-46.
[2]安爱民.砝码的检定及不确定度评定[J]//第九届称重技术研讨会论文集.2010（4）：32-34.
论文作者:陈君宏
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/25
标签：砝码论文; 质量论文; 杠杆论文; 方法论文; 误差论文; 标准论文; 铅块论文; 《基层建设》2018年第8期论文;