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摘要：针对电子天平而言，其是精密测量工具的一种，是可直观读取的测量数据，通过对天平示值误差测量结果的分析，可实现对测量结果的进一步规范，尽可能的提高测量的准确性。本文主要就电子天平示值误差测量结果不确定度的评定进行了分析，并根据实际情况提出了针对性的改善措施，以供参考。
关键词：电子天平；示值误差；测量；不确定度
电子天平主要是以电磁平衡设计为前提的测量工具，应用了现代电子技术，相较于机械天平，电子天平优势明显，主要体现于无需砝码介入显示测量结果、反映敏捷等方面，使用过程中可与多种自动化设备进行结合，为数据技术的采集提供了便捷，在各领域得到了广泛的应用。但值得注意的是，电子天平测量往往会受到各种因素的干扰，从而导致示值出现明显偏差，对此落实对误差的分析及天平校准就极为关键，是促进电子天平精确性提高的关键。
一、电子天平的测量条件
本次评定选取最大称量200g，实际分度值d=0.1mg的电子天平，测量标准为E2等级标准砝码，室内温湿度需合理控制，温度以（18～22）℃最为适宜，相对湿度则不大于75%。在测量过程中，依据国家标准《电子天平》检测规程的相关要求，采用标准砝码直接来测量电子天平各技术参数的示值，可得电子天平示值与标准砝码之差，即为电子天平的示值误差。按照电子天平的示值误差检定方法，建立数学模型为∆m=m-mb，∆m为电子天平的示值误差，m及mb分别表示电子天平示值和标准砝码值[1]。
二、电子天平示值误差测量结果不确定度评定
电子天平测量过程中，往往会受到重量、天平灵敏度、测量时间等因素的干扰，从而导致误差问题的出现，而评估不确定因素，只能实现对关键性因素的评定。
1、各输入量标准不确定度评定
本次评定以电子天平最大称量点200g，标准砝码也采用相对应的200g为例，其他称量点的测量也可参照此方法操作。
（1）、因《电子天平》检定规规程是采用标准砝码直接来测量电子天平各技术参数的示值的方法，所以标准砝码是影响的输入量。评定输入量mb的标准不确定度，u（mb）表示标准不确定度，采用B类方法评定。根据《砝码》规程对200gE2等级标准砝码的扩展不确定度进行明确，U=0.10mg，包含因子k=2。则标准不确定度为u（mb）=U/k=0.05mg，其自由度v（mb）=∞。
（2）、考虑到天平的测量重复性和分辨力直接影响着输入量的不确定。评定输入量m，以u（m1）表示测量重复性标准不确定度，以u（m2）来表示分辨力标准不确定。测量的过程中，确保重复性条件下，用200g砝码对电子天平进行连续10次测量，获取测量结果200.0000g、200.0001g、200.0001g、200.0000g、200.0002g、200.0002g、200.0001g、200.0001g、200.0001g、200.0002g，计算出平均数200.00011g，单次实验试验标准差s=0.07mg；任意选取3台相同类型的电子天平，每台电子天平在200g称量点进行3组测量，每组测量均在重复性条件下连续测量10次，共获取9组测量列，之后对其标准差进行计算，得s1=0.05mg、s2=0.07mg、s3=0.09mg、s4=0.06mg、s5=0.07mg、s6=0.10mg、s7=0.09mg、s8=0.06mg、s9=0.10mg，计算完成后合并标准差sp=0.08mg；因电子天平在校验工作中，每次测量重复性为6次，那么其重复性标准不确定度为u（m1）=sp/ =0.03mg，v（m1）=9×（10-1）=81。根据上述的输入量影响，继续对电子天平分辨力进行计算，电子天平实际分度值d=0.1mg，且服从均匀分布，得u（m2）=（d/2）/ =0.03mg，估计∆u（m2）/u（m2）=0.10，则自由度v（m2）=50。已知，m1和m2之间存在独立关系，那么输入量m的标准不确定度，经计算得出数据u（m）= =0.04mg，v（m）=98。
2、合成标准的评定
本次采用的数学模型为∆m=m-mb，已知的灵敏系数C1、C2分别为1、-1，在基于所得的数据前提下，可计算合成标准的不确定度，考虑到输入量m和mb呈独立状态，就可计算出合成标准的不确定u（∆m）=0.06mg，有效自由度veff=∞。
3、扩展不确定度评定
取置信概率P=95%，按有效自由度veff=∞，查t分布表得kp=1.960，则可计算出扩展不确定度为U95=1.960×0.06mg=0.12mg。
4、不确定度的标示和意义
针对电子天平的评测而言，通过有效评定电子天平的示值误差测量结果，就可实现对天平不确定因素的明确，且还在基于天平误差评定的前提下，还能合理的调节电子天平，从而尽可能的确保天平示值满足了相关测量要求，这对于天平使用年限的延长也起着积极的意义[2]。
三、电子天平示值误差测量的影响因素及消除方法
（1）重力加速度的影响
针对电子天平而言，其主要是利用电磁力平衡式传感器来达到被测质量向重力及电流信号的转换，而重力加速则在一定程度上影响着测量结果。值得注意的是，重力加速度的大小和天平使用地点纬度、地下水变化等因素有一定关系，可随着这些因素的改变而变化，故电子天平就需在基于使用地点的前提下，落实重力加速补偿，包含内置校准砝码及外附校准砝码补偿两种，前者是最为常见的一种补偿方法，主要是将校准砝码置于电子天平内部，此方法需增加电子分析天平机械加载机构和自校专用砝码，这就在一定程度上对产品成本及工艺的复杂性提出了更高的要求[3]。另外，内置砝码的应用时间一长，对于砝码的检定及表面的清洁就存在难度，极有可能导致时漂误差的出现；外附校准砝码主要将校准砝码作为通用标准砝码，可直接进称盘而实现称量的加载，能够重力加速度自动校准，准确的可得到以进一步的保障，应用效果明显。
（2）温度变化的影响
电磁力平衡式传感器温度辩护，主要受环境温度及过流元件发热的影响，考虑到电子天平基本工作原理为平衡，如若发生失衡，就可通过对电磁力的利用，达到拉回平衡的目的，此电磁力源于流经线圈与物体质量成正比的电流，产生与永久磁钢中，磁钢的磁通等与磁力大小成正比。在预热阶段里，当天平内部温度明显上升后，此时磁通量就会慢慢的下降，且电流也会随之减小，最终造成电磁力变小，当天平平衡失效后，其显示值就会向着单方向漂移[4]。值得注意的是，在使用电子天平进行称量前，需确保预热的充分性，这样才能对磁钢的热平衡提供保障，也是天平达到真正平衡状态的关键，之后通过天平回零的处理，才能投入使用。另外，为进一步降低发热器件所造成的影响，如变压器等，新型电子天平需就需在外部装置发热器件，促使其成为独立部分。针对实际分度值1μg，抑或是0.1μg的微量及超微量的天平，就需确保称量室和电子部分呈独立状态，这样做主要是降低电子发热器件对传感器的负面影响，可进一步对电子天平称量的稳定性及准确性进行确保。一般情况下，电子天平往往无与家用电气类似的电源开关，通电后就可在显示器上显示，而天平通电后则处于预热状态，而ON／OFF键只是发挥着显示器开关的作用，故如若频繁的使用天平完成测量，就不用将电源拔掉，特别是高准确度的天平，当条件允许时，可予以长期不断电处理，确保天平始终在预热状态。此外，由于温度变化会直接影响电子天平的灵敏度漂移，导致测量偏差问题的出现，而TC则是电子天平的重要指标之一，主要是对灵敏度漂移进行表示，如若环境温度变化较大，就需完成对电子天平的校准，最大化的对称量的准确性进行确保[5]。
四、结语
综上，在称量计算中，电子天平是较为常见的工具，其特点主要体现于操作简单、稳定且读数精度高等方面，其精确性与分析结果的准确性、可靠性有着密切的关系，故就需在实际检定的前提下，合理的评定电子天平示值误差测量结果不确定度，这也是为检定工作奠定扎实基础的关键。
参考文献
[1]杨霞，李立梅.电子天平示值误差测量结果的不确定度评定[J].计量与测试技术,2018(4)：99-100.
[2]王学琴，李承荣，滕岩，张传洪.电子天平示值误差测量结果的不确定度评定[J].化学分析计量，2019(4).
[3]王鲁4量不确定度的评定及其在力值计量中的应用与研究[J].杭州：浙江大学，2018.
[4]王江.30kg电子天平示值误差测量值的不确定度评定[J].计量与测试技术.2018(2).
[5]温江，杨梅，韩刃.电子天平示值误差检定参数的不确定度评定[J].计量与测试技术，2017(12).