力学计量仪器检定问题分析

徐俊豪，张晓东

（张家港市检验检测中心，江苏 张家港 215600）

计量学作为力学中的一个重要学科，力学的应用领域和应用深度的加深，力学计量仪器也日益广泛。力学计量仪器在现代信息化和计算机技术的不断发展下，在实践中不断地改进。然而，现有的力学计量仪器检定工作中，由于存在着诸多问题，力学计量仪器的检定不能得到改善，从而限制了其发展和应用。在检定工作中，要强化检定工作的标准化和规范化，同时，应结合计量工作的实际需求及力学计量仪器的特点，选择合适的、合理的检定手段。

1 力学计量的概念和内涵

力学的发展与运用，建立在力学的基本理论和力学仪器的支持下。在实际使用中，需要借助力学仪器来获得相关的力学参数。与其他的专业相比较，力学具有较大的综合性和系统性，并且涉及的范围十分广泛，因而在实践中需要大量的有关数据。

2 力学计量的相关内容及计量仪器

力学是一门基础和技术相结合的学科，是有关能量和力量的关系，它们与固体，液体，气体之间的平衡，变形和运动之间的关系。力学是以数字形式对自然的各种现象进行反映，所以要把力学计量设备将力学反映的数值以一定的形式呈现给人们，以便进行科学的研究和运用。

2.1 质量方面的计量

在力学计量中，最基础的计量是质量计量，它的表示符号是 kg。天平是一种常用的质量计量仪器。在实际的质量计量中，质量的计量是利用天平对砝码的质量来衡量被测物体的质量。质量计量所能达到的程度，是根据对天平和砝码的研究来决定的。

环境因素、磁化干扰是影响计量质量的重要因素。而在质量计量过程中，由于空气流动的强弱会严重影响到质量计量的精度，因此环境因素是影响最大的因素。

2.2 流量方面的计量

流量计量通常有气体流量计量、固体流量计量和液体流量计量三大类。尽管流量计量仪器针对不同介质有所差异，比如：水流量计量可以使用水流量计，气体流量计量可以使用气体流量计，油气回收流量计量可以使用油气回收流量计，但计量方法基本相同。目前，对流量计量的研究有两个方向：①动态的流量校准以及介质的流量计量：②研究极端量值标准。

2.3 振动方面的计量

在进行振动方面的计量时，应采用相应的指标进行计量，包括速度、位移、频率、加速度等。振动计量中的计量数据大多来自计量仪器，因此，在实际计量中，振动计量结果的精度取决于计量仪器的准确性。

主要用于振动的计量仪器有：加速度计、速度拾振器、位移拾振器，频率分析仪等。这些仪器既能对振动指标进行单方面的计量，又能由对应的振动计量仪器来完成全面的计量。

2.4 压力方面的计量

力学系统中的压力计量就是对高压进行计量。压力计量的工作是对压力模块、压力传感器、精密压力传感器、数字压力计等进行校准和评定。在计量中，可以将其划分成动态检定和静态检定两大类。在此基础上，静态检定分为砝码检定和对比检定，计量仪器采用液体活塞压力计和气体活塞压力计。目前常用的动态检定方法有正弦压力法和激波管法。

3 计量检定

3.1 计量检定的概念

计量检定是指计量仪器的功能（精度、稳定性、灵敏度等）进行检测，判断仪器是否合格等进行全面检查，其中包括仪器的检验和加封盖印等。这是实现计量数据传输的一种主要方式，也是确保计量数据的精确性和一致性的主要措施。我国有关法律法规中，只有国家各级人民政府设定的计量检定单位才具有检定和验明计量器具的权利，任何单位或个人都无权干预。国家法定的计量检定单位在进行计量检定的时候，应先建立相应的测量基准或计量规范，这是计量检定的必要条件以及需要注意的方面。同时，实施计量检定的单位和检定人员要严格遵守有关的法律法规，严厉打击违法的现象。

3.2 计量检定的操作

如何对力学计量仪器进行检定，文章结合一个例子来说明。衡器是一种非常特殊的电子秤，在各类计量工具中，使用频率最高，也被称为天平，是非常重要的力学计量仪器。其应用的历史较长，不但与人们的日常生活紧密相连，而且在保持国家经济的稳定方面起着重要作用。天平是由德国的科学家虎克发明的。在进行天平检定前，首先要检验仪器的完好程度以及是否存在损坏的情况，并对其表面进行清洁，检定人员必须具备高中或以上学历，经过主管计量单位培训合格，并且已经获得计量检定员证书的检验工作人员方能进行检定。检定工作要按照相关的国家法律法规进行，检定后，根据检定结果进行判定，签发检验证书或检验结论，并在天平上加上相应的标记。

3.3 整体检定法和单元检定法

在传统的力学计量仪器的检定工作中，一般采用两种方法：整体检定和单元检定。整体检定又称综合检定，是检定工作的重要手段，是检定工作的依据，是一种常见的检定衡器的方法。整体检定法的优点是简单可靠，能得到检定的修正值。整体检定包括标准计量、基准计量和仪器计量。检定数据与实际数据的偏差进行验证，并判定偏差有无变化，所以每一次检定都要做好记录。该方法具有可靠、操作简单等特点，并且对每次检定的数据进行了详尽的记录，可以很容易获得需要的修正值。不过，在进行检定的过程中，也要考虑到如果被检定的计量仪器有必要并且需要获得修正值，那么就应该尽量加大计量的次数，以免发生错误，通常三次测试就可以得到所需的数值，而这种情况则要进行5~10次测试，尽量减少误差。然而，整体检定方法也有一定的缺陷，如果计量仪器不符合标准，就不能准确地判断出计量仪器故障的位置。为了避免这一问题，可以采用单元检定方法。

4 力学计量仪器检定问题分析

4.1 急需统一计量法

就当前的力学计量而言，已不再是人们所了解的计量，也不是单纯的物理和力学的简单结合，而是与人们的日常生活息息相关。计量法的统一化指的是对不同的计量方法进行协调，以消除因不同的计量标准而引起的一系列冲突。这种冲突主要表现在人与人之间、国家与国家之间以及人与国家之间。所以，应该给予更多的关注。由于许多国家之间的计量标准不尽相同，比如，我国就有自己的计量标准，只要能够做到计量标准的统一，就能在某种意义上推动我们的学科走向国际。只有如此，我国的计量精度才能得到全面的应用，并且充分发挥力学计量的作用，从而使它的影响力得以扩大。

4.2 注意计量检定器具的性能

在实际的检定工作中，基础内容就是对计量单位的实体进行检验与评估，并对相关仪器的工作性能进行有效的分析与判断。按理说，计量检定工作应该交给有关部门进行全权负责，具体的步骤就是到有关部门进行办理，比如盖验工章并且获得相应的证明手续。按照国家的相关法律法规，必须经相关机构审批和认可后才可以获得检定计量仪器的权利，而其他机构和人员也不能干预。在对计量仪器进行检定的同时，要按照有关的规范和职责，对出现的问题及时报告，并将其移交有关的单位进行处理。

4.3 两种检定方法并施

为了进一步提升计量仪器的检定精度，需要对具体的检定方法进行详细了解。只有了解检定的具体方式，就可以改进检定方法，减少错误的发生。衡器是电子秤的一种类型，天平是力学计量中的一个非常关键的仪器。在对仪器进行检定前，要对每一台仪器的具体情况进行详细检查，观察有没有损坏或者是否可以正常工作。目前力学计量仪器的检定工作分为两种：整体检定和单位检定。整体检定是一种非常常见的检定方法，同时也是基础的检定方法，它的检定内容主要有：基准计量、仪器计量、标准校验。必须清楚地说明检定数值和是数值的偏差，并做详细的登记，以便后期的计算。

需要注意，若所测数据可修改值为正值，则有关工作人员须加大计量次数，以减少错误发生率。为了防止这种情况的出现，还可以采用单元检定方法，也就是部件检定方法。其工作原理是通过加大检定的频率，对多个检定结果进行恰当对比，对造成结果生成误差的具体因素进行合理的剖析，从而得出相应的不确定度，便于检验有关仪器的质量是否符合要求。两种不同的检定方式，都有各自的优缺点，在力学计量仪器的日常检定中，可以将两者结合起来，互相补充，以达到更高的检定精度。

5 力学计量仪器检定中应注意的相关事项及对策

5.1 力学计量仪器完整性与防作弊注意事项与对策

在研究力学的过程中，电子天平作为一种主要的计量工具，经过了漫长的发展，并在此基础上逐步发展成为其他力学计量仪器。但是，任何一种力学计量仪器，都要确保其整体的质量。力学计量仪器的检定，应重视力学计量仪器的完好和存在的质量问题。在检定时，可以采用整体检定和单元检定的方式进行。

此外，在力学计量仪器检定中，应重视并认真对待防作弊现象。为了解决这个问题，可以检查力学计量仪器是否处于平衡状态，是否倾斜或垫脚。在称量时，若一开始没有把秤盘放在电子天平上，而是在称重时才将秤盘放置，则秤盘的重量就会变得非常明显；或是在称重过程中，把物体大力放置在电子天平上，或是把磁铁放到电子天平的底部，都会造成计量数据的不精确。检定时，既要确认称重计量的准确性，又要严格地检验并核对称重计量的数据，并将其与标准值相比较，从而判断出有没有存在作弊情况。力学计量仪器检定过程中，若有作弊行为，应当立即将有关作弊的计量信息进行反馈，并向有关部门进行登记备案。上述均为在应用力学计量仪器时要注意的问题，并将其与检定规范和检验方法相结合，可以很好地防止此类情况发生。

5.2 计量仪器检定器具性能相关注意事项与对策

力学计量仪器检定必须对计量单位进行实物检验，分析和判断仪器的有效性，是检验力学计量仪器是否合格的先决条件。力学计量仪器的检定工作，从理论上讲，应完全交给有关单位进行处理，可以到相关的部门办理核发的文件，然后再办理相应的证书。在国家的法律法规中，力学计量仪器检定的权利必须经过相关机构的同意和核准，不会受到其他机构和人员的干预。所以力学计量仪器检定必须做到既要严格遵守相应的校准规范，又要严格履行检定职责，一旦出现性能问题，必须向有关单位报告并按规定处理。

5.3 计量检定两种方法注意事项及正确处理

进一步了解力学计量仪器的具体检定方式，对于提高力学计量仪器的检定精度具有重要意义。要掌握力学计量仪器的具体检定方式，才能更好地提高和改善计量检定方法，从而降低计量误差。力学计量仪器在检定前应认真了解各种力学计量仪器的详细情况，并对其故障及操作是否处于正常情况进行全面的分析。

目前使用的检定方法分为单元检定和整体检定，整体检定是通过直接采用计量基准和计量标准来检定仪器的各项数值。在使用上，整体检定法比较方便，并且检定结果比较可靠，能够求得修正值。但是，如果受检定的力学计量仪器本身不合格的时候，我们很难确定这个修正值是由于仪器本身问题所导致的，还是由检定所导致的，更无法确定是由仪器的哪一部分问题所产生的。部分检定可以对各种影响被检定计量仪器的精度的各种因素引起的偏差进行统计和校验，最后得出整体误差，以此来判定仪器的质量。单分检定法能够弥补整体检定的不足，不过检定的时间比较长，计算比较烦琐，有的时候还会因为遗漏而无法保证检定的准确度。因此，在实际检定过程中，要对实际情况进行分析，对采用何种方法进行思考，选择合适的检定方法，也可以对整体检定和部分检定方法依次进行使用，发挥两种方法的优点，规避两种方法的缺点，从而保障检定结果的准确性。

6 结语

从总体上看，随着我国计量仪器的类型不断增多，力学计量仪器的检定工作也越来越复杂。对检定工作质量提出了更高的标准要求。但是，当前我国的计量仪器检定工作存在着缺乏一致性、标准化等问题，这严重影响了我国的计量检定技术的发展，从而影响到国家今后的发展。为此，应根据目前检定工作中存在的相关问题，进一步完善现行的检定工作，统一检定标准，完善检定手段，将检定标准进行统一，提高检定工作的综合素质，为我国力学计量的发展打下良好的基础。