論電子天平的科學完整稱重管理(中)
電子天平的選擇不僅僅需要從風險分析出發考慮如何防范風險(從風險分析角度正確選擇合適的電子天平),還要考慮參數確定。今天我們就來講講如何確定電子天平參數。
分析測量的根本目標是通過測量工具,用正確的方法,得到被測量標的物的某項指標量。測量結果是否有效,除了需要賦值,還需要有合理的誤差范圍。比如,小張身高1.73米、小李身高1.75米,這不能證明小李比小張高;只有測量結果為小張1.73(±0.01)米、小李1.75(±0.01)米,才能確認小張比小李高。
也就是說,拋開誤差限制的測量是毫無意義的。因為就顯示值而言,理論上電子天平的分度值可以無限小。這就給使用者帶來一種風險:相同分度值的天平,實際稱量的誤差相差很大。現實就是這么殘酷。無論是哪個品牌的天平,0.1mg分度值的天平重復性都寫0.1mg。因為計量的合格標準是0.5mg,首次檢定很難過不去。反觀使用者的URS或驗收標準,往往不能反映其對所購天平的誤差要求,似乎需要的只是一臺0.1mg分度值的天平,而不是誤差在一個特定范圍內的天平。再加上計量很容易合格,驗收也就很容易通過了。
直到現在我都想不明白,所謂的“微小量程段”這種指標的意義。我當然知道電子天平越小的量程,誤差相對會小。正是因為如此,才會有雙量程,或是多量程的天平。但是“微小量程段”的概念不同,它沒有對應的分度值。在沒有對應分度值的條件下,即使誤差更小也不可能被計量、校驗所確認。所以,這種概念不僅不能幫助用戶,甚至會誤導用戶對天平誤差的判斷。可悲的是,竟有那么多用戶把該指標放到了URS里,并在招標時采用。
其實,隨著機械制造技術發展的停滯,已很難提高稱重傳感器的物理精度。特別是最高精度的電子天平。因為低精度天平可以通過下放高精度天平的技術來改善,但高精度的天平就沒有什么關鍵的技術進步來改善了。生產廠家只能通過一些輔助的技術來控制造成稱量誤差的風險,進而提高稱量結果的可靠性。比如靜電監測和消除,改善算法加快結果的穩定和回零,伺服環境狀態的功能等等。
目前的現狀是URS里的天平參數按生產廠家樣本中最精確的指標寫,但驗收時按照天平計量檢定規程驗收,而檢定規程的要求比樣本中的標稱值寬松很多,于是通過驗收相當容易。如果個別用戶指出驗收測試結果達不到URS的要求,生產廠家則以用戶“環境條件不好”等說辭應對。面對這些情況,我們需要思考的是天平的使用環境、稱重任務的目標、URS、驗收標準之間到底應該是什么關系。
之所以出現這樣的混亂,根本原因還是使用者不按照任務的要求選設備,不是根據需求設定所有的URS選項,而是選擇好某廠家的某型號設備,并把該廠家提供的對應參數作為URS內容。
所以,用戶需要從自身任務出發,結合風險評估的結果,科學地確定URS核心內容。這樣的過程需要用戶與廠家進行兩到三次的溝通。比如關于靜電的控制,天平廠家能夠提供的解決方案不是唯一的,不同品牌的方案也不盡相同。URS中不應該出現關于天平特定除靜電方法表述,而應該是消除靜電風險要求,比如“供應商提供有效的靜電消除方案”。
嚴謹的URS要以任務目標為依據來確定關鍵參數。比如選擇百萬分之一天平,它一般是為了滿足精密稱定對毫克級樣品量的稱量。那它的關鍵參數就是用戶需要達到的最小的樣品量。
圖三
圖三是某用戶為百萬分之一天平采購制定的URS,是一個典型的樣本參數復制,在最小稱量量這個關鍵參數編制時,完全無視實際稱量條件下的風險,不能反映未來工作可能達到的最小稱量量,為驗收及未來使用規范、監測規范的制定制造了麻煩。因為我們只能在靜態的砝碼檢測下得到這樣的結果。這對我們的任務管理有什么意義?難道我們真的采用1.2mg作為最小稱量量嗎?它的驗證依據是什么?
這些都需要大家好好得思索......
在URS的制定過程中,我們應該在任務允差目標的基礎上,通過風險評估確認基本參數,同時把風險控制的選項放到URS中,以便天平的生產廠家通過電子天平內置技術或附件來給出解決方案。
責任編輯:蘇州金鉆稱重