电子天平的技术术语

使用实验室天平的正确称重

可读性

电子天平的可读性是指可在显示屏上读取的两个测量值的最小差别。当使用数字显示屏时，这是指最小的数值增量，又称为’分度值”。

不同类型电子天平的可读性(或分度值)


¹⁾ 1d = 1 位数 = 1 个数值增量
 提示：’DeltaRange”与’DualRange”天平具有两种不同类型的可读性，这在价格方面十分吸引人。

准确度

 测试结果是否可修正或近似参考值的程度的定义，依照定义或协议 [DIN²⁾ 55350-13]。
或者简言之：天平的显示值接近样品实际质量的程度。

²⁾ DIN   德国标准化学会

测试砝码的准确度等级

概括相同准确度等级的不同砝码。

按照 OIML2) 分类的砝码等级建议确保遵从有关砝码分类的误差限值以及确保表面质量与此国际建议一致。

作为检测、测量与测试设备的控制部分，质量管理标准要求使用可追溯的砝码按照适当的周期校准或调节天平。用于此目的砝码必须经过认证具有相应的准确度等级。

³⁾ OIML 国际法制计量组织

示值误差

测量仪器的输出变量变化值除以相关输入变量变化值 ([VIM] 5.10)⁴⁾。
对于天平而言，为称量值的变化值 ΔW 除以载荷变量 Δm



示值误差是天平最为重要的技术参数之一。天平指定的示值误差通常被理解为在标称范围内所测量的全局示值误差(斜率)。

⁴⁾ VIM 国际通用计量学基本术语

示值误差的温度系数

示值误差取决于温度。依赖程度通过因环境的温度变化影响所产生的测量值可逆偏差确定。这由示值误差的温度系数(TC) 得出，与每摄氏度的显示重量(或样品重量)偏差百分比一致。例如：使用 XP 天平时，示值误差的温度系数为0.0001 %/℃。
这意味着，当温度变化 1 ℃ 时，示值误差变化 0.0001 %或百万分之一。
温度系数的计算方法如下：

在该等式中，ΔS 为示值误差变化值，ΔT 为温度变化值。示值误差变化值 ΔS 等于结果变化值 ΔR 除以加载值 m 或者去皮重后的样品重量。利用这一信息，可通过重新排列上述等式计算在一定温度变化条件下测量结果的偏差。
对于显示值，我们可得出：

如果您在 XP/XS 分析天平上对 100 克的加载值(样品重量)进行称量，并且实验室的环境温度自上一次校准之后变化5 ℃，则在最差的情况下可得出以下最大结果变化值 ΔR(XP 的温度系数为 0.0001 %/°C)：


如加载值仅为 100 mg，即减小1000 倍，则最大偏差同样会相应减小，为 0.5 μg。

FACT

“全自动校准技术”的缩略语 (“FACT”)。
根据天平的类型与线性自动调整示值误差。任何时候当超出既定温度变化值时将触发校准操作。
在天平生产过程中，内部砝码通过”初始校准”与国际测量标准进行可追溯性关联。
在这一过程中，通过将一个经过认证的砝码放置在天平上并将数值存储在天平中确定内部砝码的质量。

proFACT

“专业级全自动校准技术”的缩略语 (“proFACT”)。专业自动调节示值误差。
提示：XP/XS半微量与分析天平具有两个内置砝码。这意味着在校准期间，天平不仅测试示值误差，而且测试非线性。

线性(非线性)

线性表示天平在遵循载重 m 与显示值 W(示值误差)之间线性关系方面的能力。在这里，假定理想曲线为一条位于零与最大荷重之间的直线(请见：示值误差)。
相反，非线性定义测量值与理想曲线出现正负偏差所在频带的宽度。
例如：对于梅特勒-托利多XP分析天平 XP205DR 而言，在 200 克的整个称重范围内，与理想曲线线性进程的最大偏差为 ±0.15毫克。

重复性

重复性是指在相同的测量条件下，天平在对一个载荷以及相同载荷进行反复称量时提供相同结果能力的基准 ([OIML⁵⁾ R 76 1] T.4.3)。
必须由同一名操作人员使用相同的称量方法在相同秤盘上的相同位置、相同的安装位置、恒定的环境条件下不中断的进行一系列测量。
一系列测量的标准偏差是表达重复性的测量方式。
尤其是在使用高分辨率天平时，重复性好坏不仅仅取决于天平性能。重复性还受环境条件(通风、温度变化、振动)与样品的影响，以及进行称量操作的人员技能的影响。
下列示例所示为在可读性为 0.01 毫克的半微量天平上所进行的一系列测量。



现在让我们一起来确定这一系列测量的平均值与重复性。
平均值：

  平均值：

xi = 这一系列测量的 i-th 结果
N:测量(称量)次数，通常为 10
平均值 x = 27.514667 g。

 

^{这一标准偏差用作重复性基准 t。因此，这一系列测量的重复性为 s = 0.0095 mg。
测量结果的不确定度约为重复性 u ≈ 2s...3s 的两至三倍，
即：实际结果 x 位于区间 x - u < x < x + u 以内
在我们的测量中，u ≈ 2 s ≈ 2 x 0.01 mg = 0.02 mg，这样我们可以通过 x ± u = 27.51467 g ± 0.02 mg 得出称量结果。
因此，使用上述系列测量中所使用的天平所预测出的此载荷的最小测量值为 27.51465 g，最大值为 27.51469 g，这与该系列的测量结果完全一致。}

⁵⁾ OIML 国际法定度量衡组织

可追溯性

通过具有指定测量不确定度的一系列不间断比较链测量所得出的测量结果([VIM]1) 6.10)。
， 可追溯至国际或国家适用标准。
用于质量测量的常规砝码可追溯至上级标准。

⁶⁾ VIM 国际通用计量学基本术语

调节水平

 在天平的参考位置设置天平(常规方法：水平面)，即：平行于天平的垂直方向设置其运行方向。作为常规，这与设置天平外壳的水平方法相同。结果会由于倾斜角的余弦产生失真。纠正措施：所有天平提供通过使用可调节支脚进行水平调节的选项。
 提示：XP天平具有LevelControl水平控制系统。当天平未处于水平状态时，LevelControl 将自动发出报警并且进行记录，这将有利于提高测量的可靠性以及消除视觉控制(如：使用测量器具时)所存在的固有风险。

偏载

 1.通过偏离中心(偏心)的加载所得到的测量值的偏差。将加载物加载并从秤盘中心卸载时，偏载的增加与加载的重量有关。
如果将相同的加载量放置在秤盘的不同部位时显示值依然保持一致，则表明此天平偏载误差。鉴于此，使用高精度的天平时，务必确保样品始终准确位于中间位置。

重现性

即使在不同条件(指定)下依照下列内容进行单独测量时，相同测量变量的测量值之间的近似程度：

• 测量过程
• 观察员
• 测量仪器
• 测量位置
• 使用条件
• 时间

准确度

作为对测量结果系统偏差进行评定的定性术语。一系列测量值的预测值与所测量物体的实际值之间一致性的接近程度 ([ISO⁷⁾ 5725] 3.7)。

注释
只有当存在多个测量值和一个获得认可的正确参考值时方可对准确度进行评估。

⁷⁾ ISO 国际标准化组织
 

精确度

 作为对测量结果平均偏差进行评定的定性术语。
在规定的条件下所获得独立测量值之间一致性的接近程度 ([ISO1) 5725] 3.12)。

精确度仅取决于随机误差的分布，与测量变量的实际值(准确度)无关。
示例
测量仪器提供的测量值的能力很少会有偏差。
注释
只有当存在多个测量值时方可评估精确度。
 

测量不确定度

一个与测量结果相关，并且对可合理归因为测量变量的测量值分散度进行定性的参数 ([VIM]⁸⁾ 3.9)。
此参数，即：测量不确定度通常由标准不确定度 u 或者扩展测量不确定度 U(置信区间)表示。GUM2) 包含有关确定测量不确定度的方法说明。根据 GUM 说明，当二次误差相互不影响时，测量不确定度通过计算二次误差的总和获得。
注释
计算测量不确定度的方法有多种。对于制药业而言，通常依照《美国药典》确定。否则，测量不确定度通常依照

ISO¹⁰⁾ 17025 确定。后者符合 GUM 方法。
提示：在大多数国家/地区当中，梅特勒-托利多服务中心按照客户的需求上门进行测量不确定度计算服务。
⁸⁾ VIM International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology
⁹⁾ GUM Guide of Uncertainty of Measurement
¹⁰⁾ ISO International Standards Organization
 

最小初始称量值
 

如果低于此值，测量结果的相对偏差将会过大。
 提示：梅特勒-托利多XP天平提供最先进的称量技术，成功应用于极少样品的称量。
校准
 

 在指定测量条件下确定测量值与测量变量实际值之间的 偏差。

 提示：梅特勒-托利多 Excellence 与 Excellence Plus 天平将各个 差记录在显示屏! 上，并且将其发送至外部软件程序或打印机。
　

校准

 在指定测量条件下确定测量值与测量变量实际值之间的偏差。
提示：梅特勒-托利多 XP/XS天平将各个误差记录并显示在显示屏上，或将其发送至外部软件程序或打印机。
调准
 在指定测量条件下确定测量值与测量变量实际值之间的偏差。然后应进行调整。
提示：梅特勒-托利多XP/XS天平通过在显示屏上显示误差，或将其发送至外部软件程序或打印机的方式对各个误差进行记录。关于软件，我们建议使用符合梅特勒-托利多Good Weighing Practice™ 良好称量管理规范的、集成了检查、测量与测试的”LabX balance”。

本文章由瑞士梅特勒托利多公司提供