質(zhì)量比較儀是一種用于物體間進(jìn)行質(zhì)量比較的儀器。它是通過對兩個或兩個以上質(zhì)量相同或相近的物體進(jìn)行比較，從而測得物體聞質(zhì)量差值的測量儀器。從操作方式上區(qū)分，質(zhì)量比較儀分為非自動和自動兩大類，它們主要應(yīng)用于計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行砝碼質(zhì)量量值傳遞工作。質(zhì)量比較儀有別于電子天平，通常不能用于直接測量被測物體的質(zhì)量值。

一、質(zhì)量比較儀的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著質(zhì)量量值傳遞(校準(zhǔn))技術(shù)的發(fā)展，質(zhì)量比較儀正在逐漸取代傳統(tǒng)的機(jī)械天平，并且得到了越來越廣泛的應(yīng)用，這是質(zhì)量量值傳遞(校準(zhǔn))的一個質(zhì)的飛躍。目前，質(zhì)量比較儀的制造商主要有德國公司、瑞士公司和沈陽龍騰電子衡器公司等企業(yè)。

據(jù)了解，目前國內(nèi)大部分計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)采用上述企業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量比較儀進(jìn)行砝碼質(zhì)量量值傳遞工作，這些企業(yè)產(chǎn)品的計(jì)量性能指標(biāo)得到了使用單位及操作人員的廣泛認(rèn)可。目前，廣東省計(jì)量科學(xué)研究院擁有11臺質(zhì)量比較儀，經(jīng)過十幾年的使用證明：質(zhì)量比較儀的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均能滿足OIMLR11l國際建議和JJG99—2006《砝碼》檢定規(guī)程對砝碼開展檢測工作的要求。

20世紀(jì)90年代以前，開展砝碼檢定工作的配套設(shè)備主要是機(jī)械天平。由于機(jī)械天平存在著刀口機(jī)械磨損，因而天平的靈敏度和重復(fù)性不能長期保持；而且天平的準(zhǔn)確度通常很難達(dá)到；另外，還存在著讀數(shù)等待時間長、人員讀數(shù)誤差大和操作繁瑣等缺點(diǎn)，因此。在一定程度上阻礙了質(zhì)量量值傳遞技術(shù)的發(fā)展。

質(zhì)量比較儀的出現(xiàn)，使砝碼的檢定準(zhǔn)確度和檢測效率等各方面得到很大的提高。質(zhì)量比較儀的特點(diǎn)是準(zhǔn)確度高、操作簡便、讀數(shù)直觀快捷，且全自動的真空質(zhì)量比較儀還可以不需要檢測人員的直接參與，就能完成對質(zhì)量的測量工作，使質(zhì)量測量過程中的干擾因素降到Zdi，從而得到更加準(zhǔn)確的測量結(jié)果。因此。質(zhì)量比較儀的出現(xiàn)給砝碼質(zhì)量量值傳遞帶來了前所未有的技術(shù)革命，它將完全代替機(jī)械天平，從而成為質(zhì)量量值傳遞工作的主要設(shè)備。

二、質(zhì)量比較儀的分類

1.全自動真空比較儀

全自動真空比較儀具有高分辨率、準(zhǔn)確的砝碼放置機(jī)械手、真空室等的比較儀，如M—one、CCLl007比較儀。它們均可在恒壓或真空狀態(tài)下測定Zda秤量為1kg的全自動質(zhì)量系統(tǒng)。目前，國際計(jì)量局(BIPM)及許多國家計(jì)量局均擁有此類全自動真空比較儀。

2.全自動比較儀系統(tǒng)

全自動比較儀系統(tǒng)包括高分辨率比較儀、砝碼托架、三維機(jī)械手以及稱量室與控制器。在檢定/校準(zhǔn)過程開始前，將標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量砝碼與測試砝碼放入砝碼托架裝置的托架上。自動機(jī)械手隨后將每個砝碼轉(zhuǎn)移到秤盤上，并在稱量結(jié)束后放同原處。

3.自動比較儀

全自動比較儀的一個組成部分，適用于2~4個砝碼之間的質(zhì)量比較的比較儀。

4.非自動比較儀

整個過程均需要人員直接操作的比較儀。

三、質(zhì)量比較儀的應(yīng)用

目前，我國絕大部分計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)均使用手動質(zhì)量比較儀。原因有3個：一是由于全自動質(zhì)量比較儀價格昂貴；二是砝碼檢測的工作量還未達(dá)到需要用機(jī)械代替手工的階段；三是手動比較儀的準(zhǔn)確度可以滿足各等級砝碼的檢測要求。因此，針對目前的情況，本文只介紹目前使用Z為普遍的手動比較儀的應(yīng)用。

1.質(zhì)量量值傳遞中對于衡量儀器的要求

JJG99—2006第7.2.2條規(guī)定：衡量儀器的計(jì)量特性在進(jìn)行測量之前要已知。如果被檢砝碼進(jìn)行空氣浮力修正，則其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度(即重復(fù)性、靈敏度、分辨力、偏載等的合成)應(yīng)不得超過被檢砝碼質(zhì)量Zda允許誤差值的六分之一；如果被檢砝碼不進(jìn)行空氣浮力修正，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度不得超過被檢砝碼質(zhì)量Zda允許誤差值的九分之一。

衡量儀器的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度是由重復(fù)性、靈敏度、分辨力、偏載和磁性等5個因素合成的。判斷一臺衡量儀器(質(zhì)量比較儀)是否滿足質(zhì)量量值傳遞的要求，應(yīng)考慮這5個方面的因素。目前，雖然質(zhì)量比較儀的檢定或校準(zhǔn)還沒有全國統(tǒng)一的技術(shù)依據(jù)——國家計(jì)量檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范，但在確定質(zhì)量比較儀是否滿足開展砝碼檢測的要求時，必須綜合考慮質(zhì)量比較儀的重復(fù)性、靈敏度、分辨力和偏載等4個主要方面(磁性除外)對砝碼質(zhì)量檢測準(zhǔn)確度的影響。因而衡量儀器的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要由測量過程的標(biāo)準(zhǔn)不確定度、偏載引起的不確定度和衡量儀器分辨力引起的不確定度等分量組成。

目前，質(zhì)量比較儀生產(chǎn)廠商在提供給用戶的技術(shù)資料中，往往只提及質(zhì)量比較儀的標(biāo)準(zhǔn)偏差，而沒有考慮JJC99—2006中提及的其他影響量，因此。在選用質(zhì)量比較儀時，應(yīng)對上述的這些技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，再按照J(rèn)JG99—2006的要求進(jìn)行挑選。

2.合理選擇質(zhì)量比較儀

JJG99—2006將砝碼劃分為El等級、E2等級、F1等級、F2等級、M1等級、M12等級、M2等級、M23等級、M3等級9個準(zhǔn)確度等級。E1等級砝碼的量值是由國家基準(zhǔn)傳遞的，具體工作由國家基準(zhǔn)保存單位負(fù)責(zé);M1等級以下砝碼的準(zhǔn)確度不高.通?？梢圆捎秒娮犹炱竭M(jìn)行檢定。因此，對于這些等級砝碼檢定中使用的衡量儀器，這里不作介紹。

四、結(jié)束語

從質(zhì)量量值傳遞的發(fā)展趨勢來看，質(zhì)量比較儀代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械天平是必然趨勢，完全取代也只是時間問題。因此，選擇一臺合適的質(zhì)量比較儀是相當(dāng)重要的，既要考慮經(jīng)濟(jì)合理性又要考慮能滿足檢定規(guī)程對開展砝碼檢測量值的準(zhǔn)確度要求。以上推薦的質(zhì)量比較儀配置表具有一定的代表性，僅供大家參考。