當(dāng)你擁有一臺最大量程是220克,可讀性(分度值)是0.1毫克的實驗室分析天平時,能否用它稱量0.1毫克的樣品呢?
在實驗室工作中,很多實驗人員在使用天平稱量樣品時都有這個疑問。對于該問題,答案是否定的。其原因是天平能顯示的最小讀數(shù)不等于它最小能稱量的量。天平的準(zhǔn)確稱量起點與其稱量結(jié)果的不確定度直接相關(guān),即我們常說的稱量結(jié)果的相對誤差。當(dāng)稱量一個無窮小的質(zhì)量時,其稱量結(jié)果的相對誤差會趨于無窮大。例如,使用0.1毫克精度的天平稱量0.1毫克的樣品,其相對誤差可能達(dá)到100%,這樣的測量結(jié)果沒有實際意義。
如果遵循電子天平銘牌上標(biāo)注的最小秤量,至少可以基本保障結(jié)果的準(zhǔn)確性。
從計量學(xué)的角度來看,如果滿足天平銘牌的最小秤量的要求,則表明其稱量結(jié)果能滿足國際法制計量組織(OIML)R76國際建議的要求,符合國際貿(mào)易等領(lǐng)域的規(guī)范。而對于不同的行業(yè)和需求,也有更嚴(yán)格的法規(guī)進(jìn)行規(guī)范,例如:“EURAMET第10號校準(zhǔn)指南”,“美國藥典第41章”和“歐洲藥典第2.1.7章”等等。
圖2. 從左往右:國際法制計量組織OIML,EURAMET第18號校準(zhǔn)指南,美國藥典
國際法制計量組織(Organisation Internationale de Métrologie Légale,簡稱OIML)成立于1955年,旨在處理包括衡器在內(nèi)的法制計量器具和法制計量學(xué)的一般問題和基本問題。中國自 1985年起成為正式成員國,由國家技術(shù)監(jiān)督局代表國家參加其活動。因此,在中國銷售和使用的稱重類儀器(包括天平、秤等衡器)都應(yīng)強(qiáng)制遵循OIML R76的相關(guān)規(guī)范和要求。
那么“OIML R76”是如何定義準(zhǔn)確的稱量起點呢?
OIML引入了最小樣品量(Minimum Capacity)的概念,它根據(jù)天平的精度等級和讀數(shù)精度確定天平的最小樣品量。對于相應(yīng)精度等級和讀數(shù)精度的天平,OIML R76規(guī)定的最小樣品量是一個固定值。例如,對于一臺精度等級是I級、最大量程2.1克、可讀性0.1微克的天平,OIML R76規(guī)定其最小樣品量是0.01毫克。在法制計量領(lǐng)域要求強(qiáng)制執(zhí)行該最小樣品量。
賽多利斯經(jīng)過國家型式批準(zhǔn)的天平,如Cubis® II系列天平,在銘牌和顯示屏上都有標(biāo)識符合OIML R76規(guī)定的最小樣品量值,見圖3.
圖3. 賽多利斯Cubis® II系列實驗室天平銘牌示例和操作顯示屏示例中均顯示了OIML R76規(guī)定的最小樣品量(紅色標(biāo)記處)
上面闡述的是通用法規(guī)的要求,但對于使用者而言,天平稱量時考慮其最小樣品量,對結(jié)果及工作是有實際意義。天平要考慮最小樣品量是基于對稱量的相對誤差(即相對不確定度)的考量。如圖4所示,不安全的操作范圍與天平稱量的相對誤差相關(guān),樣品質(zhì)量越接近天平稱重范圍的零點,結(jié)果受到相對誤差的影響就越大,因此,設(shè)定合理的準(zhǔn)確稱量起點尤為重要。
圖4. 天平的安全操作范圍
(空格分隔,最多3個,單個標(biāo)簽最多10個字符)
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