JJG98《机械天平》检定规程宣贯资料.ppt

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1、JJG98-2006机械天平检定规程宣贯,主要内容,概述天平的准确度级别天平的计量性能天平外观检查及技术要求天平检定应具备的条件天平的检定项目及方法检定结果的处理检定周期机械天平在砝码量传中不确定度分量的评定,JJG98-2006机械天平检定规程修订工作依据的基础JJG98-1990非自动天平检定规程。,非自动天平 非自动秤 非自动衡器质量部分 机械天平检定规程、电子天平检定规程及质量比较仪校准规范,机械天平检定规程修订工作主要是从非自动天平检定规程中将有关机械天平的内容分离出来，针对技术上和文字上存在的问题进行修改。,将旧规程中“新生产（包括进口的）检定、修理后检定和使用中检定”的概念依据J

2、JF10021998国家计量检定规程编写规则更改为“首次检定、后续检定和使用中检验”，其概念有所不同。2.对旧规程表4 备注1进行了删改，其目的是为了确保标尺分度间距几何尺寸的一致、准确。去掉原文中“对于双盘标准天平，微分标尺和数字标尺应为双向。但使用中的双盘标准天平，微分标尺允许用单向。”由于新规程取消了标准天平和工作天平的划分，对使用者和检定者没有实际意义。,3.针对新规程表3备注4的规定，将旧规程中式：de10d更改为de10d。因为当安设微读机构天平的重复性不大于微读机构的1个分度、其余各项指标也符合相应要求时，该天平的准确度级别这时可按微读机构的分度值确定。在上述条件下，该天平的d已

3、经转化为e，所以，新规程中改为de10d。4.对旧规程中挂砝码组合的修正值计算公式进行了重新定义。删除旧规程中综合误差的修正值的概念，更改为机械加码组合修正值和机械减码组合修正值，保留原计算公式。,5.对计量技术指标的概念重新作了确认。如：“示值变动性”“示值重复性”具有阻尼器的微分标尺或数字标尺的天平检定标尺分度值误差中“空秤与全秤量之差”“空秤误差与全秤量误差”“链条标尺称量误差”“链码标尺称量误差”“挂砝码组合误差”“挂砝码组合允差”等 意义：解决了旧规程相关计算公式前后不对应的问题，又解决了旧规程中存在的基本概念错误的问题。,6.在挂砝码的简化检定中，对于具有机械加码装置的天平，增加了

4、简化计算的内容：,当 时，可忽略不计；当 时，应相应考虑其影响。由于横梁不等臂性误差的存在，此项误差是不可忽略的。如果完全按规程中第25公式进行计算，是相当麻烦的。25公式理论上是严谨的，但实用性较差。新规程中增加了上述内容后，既可简化检定步骤又能保证此项性能指标对使用要求不会受到影响。,7.两种天平证书的内页采用了不同的格式,机械天平具有阻尼器的微分标尺 普通标尺天平 或数字标尺天平 不仅使用起来很方便，而且和最大允许误差表相对应。同时规定“对于不同类型的天平，证书内页格式参照附录D或附录E允许做出相应调整。”,8、由于对于机械杠杆式天平的划分只有前二级，保留后二个级别没有实际意义，所以新规

5、程中天平的准确度级别由原来的四级变成二级。,9.公式12的定义由原规程的“空秤左右盘分度值误差”重新定义为“空秤时分别在左右盘上测得的分度值误差之差”；公式13的定义由原规程的“全秤量左右盘分度值误差”重新定义为“全秤量时分别在左右盘上测得的分度值误差之差”。由于旧规程中相应公式采用的是绝对值，用“误差”来定义显然是不正确的。,10.旧规程将天平分为标准天平和工作天平，其计量控制有所不同。新规程取消了这种划分，计量控制没有区别。11、文字上进行了多处、多方面的修改，使其符合现行检定规程编写规范的要求和相应国际建议、国标的要求。总之，新的机械天平检定规程使用起来相对较方便，可操作性大大提高。,二

6、、天平的准确度级别,机械天平的准确度级别划分见规程表2：共分为10小级，17和810，即级7个；级3个。例1：最大秤量为200g,分度值为0.1mg，200g/0.1mg在2106n5106范围内。因此，该天平定为3级。例2：最大秤量为20kg,分度值为20mg，20kg/20mg在1106n2106范围内。因此，该天平定为4级。,天平的分类,机械杠杆式天平按结构可分为双盘天平和单盘天平。按标尺分类还可分为微分标尺、数字标尺天平和普通标尺天平。新规程取消了标准天平和工作天平之分。在实际工作中存在标准天平和工作天平之分，但检定方法没有必要进行区分，完全可以采用相同的检定方法,所以在本规程中不强调

7、这一点。,检定标尺分度值e,天平的检定标尺分度值e用质量单位表示，它应当取下列形式：110k 或 210k 或 510k 其中：k为正整数、负整数或零。对使用中的天平允许存在其它形式。有刻度，无微读机构的天平，检定标尺分度值e等于实际标尺分度值d。普通标尺天平和某些电光天平属于有刻度，无微读机构的天平。有刻度，有微读机构的天平，检定标尺分度值e由生产厂根据表1和下述规则选定：de10d电光单盘天平属于有刻度，有微读机构的天平。,三、天平的计量性能,天平的示值重复性、检定标尺分度值误差、横梁不等臂性误差、游码标尺和链码标尺称量误差应符合规程表3的规定.,表3 天平的计量性能最大允许误差,注：（1

8、）具有阻尼器的微分标尺或数字标尺天平的分度值误差，以微分标尺或数字标尺的零位至正式分度末位时的摆幅计。强调分度值误差是指在秤盘上加放测分度值小砝码r后，天平指针从零位摆至正式分度末位时的分度值误差。同时也规定了如何选择测分度值的小砝码，其量值应能使天平指针从零点到正式分度末位。（2）普通标尺天平分度值误差的允差，以最大实际分度值计。最大实际分度值不得大于其标称标尺分度值。,例：一台最大秤量为20kg,标称分度值为10mg的天平，实测分度值最大值是9.0mg，其分度值误差的允差为9.0mg=1.1mg。即同一侧（左盘或右盘的）空秤与全量分度值之差和同载荷（空秤或全量的）左盘与右盘分度值之差均应小

9、于1.1mg。最大实际分度值不得大于其标称标尺分度值10mg。,分度值不大于0.001mg的天平，其游码标尺秤量误差不大于2分度。即：对分度值0.001mg的天平，其游码标尺秤量误差2分度。,安设微读机构的天平，若示值重复性不大于该机构的1分度，并且其余计量性能也符合与此机构分度值的相应比例关系时，天平的准确度级别可按微读机构的分度值确定。,例：一台天平主标尺是e=1mg，微读机构是d=0.1mg，如果示值重复性在微读机构1分度内，其余计量性能（分度值误差及挂砝码组合误差）也符合与此微读机构分度值的相应比例关系时，此时可按e=d=0.1mg定级。,在天平的计量性能最大允许误差表中：普通标尺天平

10、与微分标尺天平（具有阻尼器的微分标尺天平或数字标尺天平简称微分标尺天平）示值重复性误差和横梁不等臂性误差来说区别不大。而对于检定标尺分度值误差区别较大，其概括起来有以下4点：,微分标尺天平分度值误差对于首次检定、后续检定和使用中检验的指标有明确区别，而普通标尺天平分度值误差的指标没有区别。单位不同。微分标尺天平以分度为单位，而普通标尺天平以mg(毫克)为单位。分度值误差的计算方法与判定程序不同。微分标尺天平的实际分度值可略大于其标称分度值，而普通标尺天平的实际分度值不得大于其标称分度值。,在天平的计量性能最大允许误差表中：为什么普标天平有“空秤与全秤量之差”而微标天平不作出这样的规定？从机械杠

11、杆式天平的经典理论推导得出结论，空全载之差控制的是刀子的吃离线。由于规程表3已经对微分标尺天平规定了分度值误差上下限的控制区间：首检时空秤-11分度，全秤量-12分度；后续检定和使用中检验时空秤-21分度，全秤量-22分度；这些指标实际上已经对吃离线的“透光值”实施了有效的控制。,普标天平则不一样，规程表3 注2只规定了检定所得最大实际分度值不得大于其标称分度值，这里只是对实际分度值的上限进行了限制，对实际分度值的下限并没有明确限制，而是用规程表3中普标天平栏下1/8、1/5和1/3对空秤与全秤量之差来加以控制，从而满足使用要求。,“左盘与右盘之差”则不一样，其控制的是天平“偏感”。从理论上讲

12、天平“偏感”主要取决中刀在中刀承上两侧的夹角是否相同、两边刀的刀刃锋利程度是否一致等因素，该指标主要是在制造或大修（换刀）时要达到要求，一旦进入后续检定再调修是非常困难的，故“左盘与右盘之差”的指标首次检定的控制十分重要。,具有机械加码、减码装置的天平，其挂砝码组合误差应符合规程表4的规定。,注：对于具有机械加码装置的天平，挂砝码应挂在天平加码装置上进行检定。检定结果的最大允许误差应不大于相应挂砝码组合误差与相应的横梁不等臂性误差的总和。注解的含义：前一句是检定方法，要求机械加砝码必须安装在所配套的天平上用直接衡量法检定，不必采用JJG992006砝码规程中的方法将其逐一检定后再挂回使用，经检

13、定后的机械挂码不得互换使用。第二句是表述机械加砝码组合误差的计算方法，执行本规程5.3.6.1的规定。,四、天平外观检查及技术要求,第1条是生产商应做到的“必备标志”，具有法制性要求。第2条至第11条、第13条是基本的技术要求。更为详细的技术要求由相应的制造标准加以规定。第12条是对操作者的人员要求，视差大约在1/5格。,第10条规定空秤和全秤量时的阻尼减缩系数不应大于1.25。阻尼减缩系数D的计算公式:,此条规定并不作为天平计量性能合格与否的条件之一。检定员了解并会计算判定即可。,五、天平检定应具备的条件,检定标准砝码应配备一组相应等级的标准砝码，该砝码的扩展不确定度不得大于被检天平在该载荷

14、下的最大允许误差的1/3。,例：最大秤量为200g,分度值为0.1mg，加10mg小砝码测天平的分度值时，该砝码的扩展不确定度0.03mg（k=2）即可。F1等级10mg砝码扩展不确定度为0.008mg（k=2），符合要求。,对等臂天平的检定，还应准备相当天平最大秤量的一对等量砝码。,前提是等臂天平，对等量砝码的准确度没有提出要求。也就是要求两个砝码之间的实际质量值越接近越好。,检定环境条件,天平的检定一般应本着在使用环境条件下进行检定的原则，检定室的温度和湿度应符合规程表5的要求。规程4.2条除规定了检定环境条件外，同时也要求检定人员应到现场检定。,检定前天平的清洁处理,天平在正式检定之前，

15、应做好清洁工作。清除天平所有零件的灰尘和包装遗留下来的碎屑。对刀子和刀承应适当用清洁柔软的麂皮或柔软的毛刷清扫，也可用洁净柔软的真丝绸布沾少许无水酒精去污（无水酒精不得和清漆接触）。,天平的存放时间,如果天平一直放在室内，对于3级及其以上的天平：只要动过刀子，则应停放48h后方可进行正式检定；如果未动过刀子，在停放2h3h之后进行正式检定。对其余的4级及其以下的天平：只要动过刀子，则应停放24 h；如果未动过刀子，在停放1h2h之后即可进行正式检定。,“动过刀子”的含义,在调修人员有目的的外力作用下，只要是使刀子与横梁之间的几何位置发生相对变化就叫做动过刀子。自然条件下外力使天平刀子与横梁之间

16、几何位置所产生的相对变化不在此例。,天平全部计量性能的检定要求做到整个检定过程的连续性,不得中途停止,否则须重新检定。当对检定结果的可靠性发生疑问时，可对发生疑问的项目进行复检。当对示值重复性发生疑问时，则必须复检全过程。本条是对复检的规定。,天平平衡位置的计算,检定天平时，具有阻尼器的微分标尺、普通标尺或数字标尺天平以一次读数作为天平的平衡位置；无阻尼器普通标尺天平以连续三次回转点读数计算天平的平衡位置。,三次回转点读数计算天平平衡位置的公式为：,i1 i2 i3分别为四次回转点读数的前三次读数,在天平检定或砝码量值传递中，均读取四次读数，而用前三次读数计算天平的平衡位置。直接用三次读数的缺

17、点是：无法检查天平摆动中两侧衰减是否均匀；如果第二次（这里专指）读数有误，不容易及时发现。例：一台普标天平（20kg/10mg）其四次回转点读数为 i1 15.6，i2 4.9，i3 15.4，i45.2；将前三次读数代入公式（1）得：I10.2。,六、天平的检定项目及方法,1、外观检查 以目力察看和手动检查的方式检查天平的外观质量是否符合规程4.1的相应规定。,2、双盘天平的检定,2.1 双盘天平检定标尺分度值及其误差、天平的横梁不等臂性误差和天平的示值重复性的检定步骤见规程表7。,P1、P2 相当天平最大秤量的一对等量砝码；k 交换等量砝码之后在较轻的秤盘上所添加的标准小砝码；测定天平检定

18、标尺分度值所选用的标准小砝码r的折算质量值；交换等量砝码之后在较轻的秤盘上所添加的标准小砝码k的折算质量值。,表7备注：,（1）当进行天平的型式评价时，1级7级天平的检定按上表中125步进行；8级10级天平的检定按上表中117步进行。（注1是为型式评价提供参考检定步骤）。（2）当进行天平的首次检定、后续检定和使用中检验及日常流通领域天平产品抽查时，允许天平检定做如下简化处理：1级3级天平的检定按上表中117步进行；4级7级天平的检定按上表中113步进行；8级10级天平的检定按上表中111步进行。,（3）测定I3、I4、I8、I9、的平衡位置时，应将相当于最大秤量的砝码P1和P2放在称量盘的中心

19、附近。在测定I11、I13、I15、I17、I19、I21、I23、I25的平衡位置时，应将相当于最大秤量的砝码P1和P2放在按记录表所示的偏离称量盘中心称量盘半径的相应位置处。对于50kg及其以上天平可不按记录表所示放置砝码。,（4）测定天平检定标尺分度值所选用的小砝码r，对于微分标尺天平，应能使标尺自零位 移至正式分度的末位；对于普通标尺天平应使平衡位置的改变不少于3分度。此小砝码的扩展不确定度应不大于被检天平标称检定标尺分度值的。对于单向刻度标尺的天平，可在一臂上测检定标尺分度值。本条是对如何选用测分度值用小砝码r的具体规定（原则）：一是r的量值，二是r的准确度，两点必须同时满足。,双盘

20、天平检定标尺分度值及其误差、天平的横梁不等臂性误差和天平的示值重复性的计算公式：,天平的检定标尺分度值及其误差计算公式见规程第（2）式至第（17）式。其中：分度值计算公式见规程第（2）式至第（7）式；具有阻尼器的微分标尺天平的检定标尺分度值误差计算公式见规程第（8）式至第（13）式；普通标尺天平的检定标尺分度值误差计算公式见规程第（14）式至第（17）式。,天平的横梁不等臂性误差:,天平的横梁不等臂性误差计算公式（以分度为单位）：式中：交换等量砝码之后在较轻的秤盘上所添加的标准小砝码k的折算质量值。,测定天平的横梁不等臂性误差时，若小砝码k加在左盘，则 项前为正号；若小砝码k加在右盘，则 项前

21、为负号。在检定过程中，当平衡位置I2相对于I1代数值减小时，则圆括号前取正号，反之，当平衡位置I2相对于I1代数值增大时，则圆括号前取负号。天平的横梁不等臂性误差的整个数值运算的最终结果为正数时，表示天平的横梁右臂长；结果为负数时，则表示天平的横梁左臂长。,天平的示值重复性,根据规程表7所规定的程序、步骤和相应的次数，按下列公式计算天平在空秤和全秤量时的示值重复性 和：天平在空秤时的示值重复性：天平在全秤量时的示值重复性：,例：周检一具有阻尼器的微分标尺杠杆式等臂天平，最大秤量为200g，标尺分度值为0.1mg，检定数据见下表。计算并判断该天平各项计量性能指标是否合格？,（1）天平的分度值：,

22、（2）天平分度值误差：,根据规程对分度值误差的要求：后续检定天平空秤分度值误差控制在+1/-2分度内、全秤量分度值误差控制在2分度内，左盘与右盘分度值之差控制在2分度内。则该天平分度值误差合格。,（3）天平不等臂性误差：,(4)天平示值重复性：,天平在空秤时的示值重复性：=0.8-（-0.1）=0.9分度 天平在全秤量时的示值重复性：=-3.1-（-3.8）=0.7分度 未超出规程规定个分度的允差要求，故示值重复性合格。结论：该天平合格,出具证书内页格式如下：,例2：周检一普通标尺的杠杆式等臂天平，最大秤量为20kg，标称分度值为10mg，检定数据见下表。计算并判断该天平各项计量性能指标是否合

23、格？,出具证书内页格式如下:,3、单盘天平的检定,单盘天平的检定标尺分度值及其误差、示值重复性的检定程序和步骤见规程表8,表8中：P 相当天平最大秤量或接近最大秤量的砝码；,测定天平检定标尺分度值所选用的小砝码r的折算质量值。,单盘天平的检定标尺分度值及其误差、示值重复性的计算公式见规程公式第（21）式至（24）式。,具备微读机构单盘天平的读数反映在原始记录上可以有两种表达方式：是以主标尺的一个分度（相对应的分度值是e）作为个位数，微读机构标尺的一个分度（相对应的分度值是d）作为十分位，微读机构的十分之一（0.1d）是检定员估计读数，按照以上读数方式此时记录的零位应该是：0.00分度。,是以微

24、读机构标尺的一个分度作为个位数，其估计读数作为十分位，这样光学主标尺的个位分度就应该是读并记录在10位数了，主标尺的10位数就应该读并记录在百位数，依次类推。由于转动微读机构的旋钮总是将读数准线对准光学主标尺上较低的一位读数线，为了避免读数出现在主标尺零位线以下读负数必须用减法心算得到读数，所以有的检定员起始对零是将荧屏上的读数准线与微读机构的0.50（第一种读数方式）或是5.0（第二种读数方式）对齐的。,计算微读机构以分度为单位的天平分度值误差时，由于按上述所说的第一种方式读数，即把微读机构的主分度读在十分位上，这样与规程表3规定微标天平的分度值误差很难比较，既然按规程表3下注4的规定“若重

25、复性不大于微读机构的1个分度，并且其余计量性能也符合与此微读机构分度值的比例关系时，天平的准确度级别可按微读机构的分度值确定。”来判定单盘天平的各项计量性能是否符合微读机构的要求，首先就要把微读机构的主分度确立为个位数，其次才能用表3的各项相应计量性能指标比较判定。,周检一单盘天平，最大秤量为160g，主标尺分度值e1mg，微读机构分度值d0.1mg。检定数据见下表。计算并判断该天平各项计量性能指标是否合格？既然该单盘天平具有微读机构，而且规程对其有相应的规定，读数就应反映微读机构的特征。所以我们建议按上面介绍的第二种方式读数，即：以微读机构的主分度作为个位数，其估计读数作为十分位。,出具证书

26、内页格式如下:,说明：根据检规5.4“对不同类型的天平，证书内页格式参照附录D或附录E允许做出相应调整。”这一规定主要就是用在单盘天平的检定证书内页格式上。上表中的机械挂砝码组合误差其检定结果和法定允差也可以以毫克为单位来表示。沿用此例，毫克组+0.18mg；毫克组0.2mg；克组+0.49mg；克组0.5mg。不过最好是以d为单位来表示，因为这样所表示的是在使用微读机构情况下的挂砝码组合误差。,4、游码标尺称量误差检定,游码标尺称量误差检定程序分四步进行：1.从游码标尺上取下砝码。当游码标尺的零点在左端或右端时，为了测定空秤时取下游码的情况下的平衡位置I0，必须预先在相应的左盘（当零点在左端

27、时）或右盘（当零点在右端时）中添加标称质量与游码质量相当的配衡砝码。在游码标尺称量误差的整个检定过程中，该配衡砝码不动。2.游码放在游码标尺的中间刻度上。,3.游码放在游码标尺的左端刻度上、右盘加放相应质量的砝码。4.游码放在游码标尺的右端刻度上、左盘加放相应质量的砝码。,游码标尺称量误差计算公式：,5、链码标尺称量误差检定,链码标尺称量误差的检定在空秤时进行，按链码标尺的标称值，在标尺上测定均匀分布的五个点（包括零、1/2最大值、最大值），相应的标准砝码应依次放在另一侧的秤盘上，该标准砝码的扩展不确定度不应大于天平标称检定标尺分度值的1/3，要求各点的误差不超过1个分度。,6、机械挂砝码组合

28、误差的检定,机械挂砝码组合误差检定程序和步骤见规程中表10。机械加砝码组合误差计算公式见规程第（25）式：,公式的正负号取法,在用机械加码装置将挂砝码加放在天平的秤盘上时，所读得的平衡位置相对于未加放挂砝码前的平衡位置代数值减小时，圆括号前取负号；反之，取正号。当机械加码装置装在天平左臂一端时，则的 前面取正号；反之，当机械加码装置装在天平右臂一端时，则 的前面取负号。,机械加砝码组合误差检定结果及处理,分别在毫克组、克组等挂砝码组合误差中取绝对值最大者作为该组的挂砝码的组合误差，将此组合误差与规程中表4的规定进行比较，判断其是否超差。,机械减砝码组合误差,应先按规定进行有关的计量性能的检定，

29、然后再按表10规定的程序进行检定。机械减砝码组合误差计算公式见规程第（26）式：,挂砝码的简化检定,根据机械挂砝码装置中各挂砝码的组合方式，允许做适当的简化检定处理。例如，对于组合方式为1、1、2、5形式的机械挂砝码，允许在每一个数量级内，只检定标称值的头一个数字为1、2、3（或4）、5、9所对应的各组挂砝码。,空秤天平的平均平衡位置分别为：I01=(I1+I11)2=0.2分度 I02=(I11+I21)2=0.3分度 依据上面公式分别计算出各挂砝码修正值，见上表。从表中结果可以看出：毫克组挂砝码组合误差均小于2个分度（0.2mg），故该天平的毫克组挂砝码组合误差是合格的。,检机械挂码所用标

30、准砝码的问题,严格说按规定用E2等级砝码是完全符合要求的，因为E2等级200g砝码的扩展不确定度是0.1mg（k=2），挂码最大允许误差是0.5mg，符合1/3的规定。,七、检定结果的处理,按本规程要求检定合格的天平发给检定证书（内页格式见附录D、附录E），对不同类型的天平，证书内页格式参照附录D或附录E允许做出相应调整。检定不合格的发给检定结果通知书（内页格式同附录D、附录E），对于不合格项应明确写在通知书内页格式上。,八、检定周期,天平的检定周期一般为一年。对于使用频繁的天平，可适当缩短检定周期。天平在搬动后必须重新进行检定。,九、机械天平在砝码量传中不确定度分量的评定,若使用200g/0.1mg机械杠杆式微分标尺双盘天平，用E2等级200g标准砝码检定F1等级200g砝码，其天平计量性能指标实测数据如下：,若采用替代衡量法，不确定度评定可考虑天平分辨率、标尺因子(分度值)等方面引入的标准不确定度分量。最重要的天平重复性引入的不确定度分量，在衡量过程中（按A类）已考虑。,结论：,F1等级200g砝码的扩展不确定度为：0.3mg（k=2），其1/3为：0.1mg。因天平的扩展不确定度0.05mg，故可以开展F1等200g砝码的量值传递工作。,谢谢！Thank You！,