实验室天平在受法律监管环境中的应用

2023-02-17 23:34:52, 赛多利斯德国赛多利斯集团

法定计量对称重仪器具有严格要求，因为其测量的真实性和准确性关系到公共利益。检定的法律义务旨在保护消费者，此外，其还适用于商品交换（即商业交易）以及职业安全、环境保护以及医学领域的测量。然而，法定计量规定的要求往往达不到称重应用的质量标准，尤其是在分析天平和微量天平上对最小量进行高精度称重的情况下。

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本篇《法定计量中的称重》白皮书描述了法定计量的要求和限制，并确定了有助于确保可靠满足称重应用质量要求的措施。

在受法律监管的环境（法定计量）中使用和测试实验室天平

如今，许多实验室天平被用作法定测量仪器，因此用户有义务遵守法定计量要求。在许多国家，只有具有型式批准证书且经测试符合法律要求的仪器才能用于重量和测量应用，也称为法律相关应用。型式批准证书可确保设计和计量特性符合有效的检定要求。通常情况下，型式批准的天平可以用于检定。

何时需要检定天平？

带有EC型式检验证书的赛多利斯天平已经在工厂进行了检定（更准确地说是“合格评定”），因此无需进一步测试即可用于法律相关应用。

每个国家都有自己的周期检定规则，也称为“后续检定”。通常，周期检定包括行政审查、性能测试以及在批准的仪器上加盖印章，其中包括贴上核验标记。

如何判断天平是否为经检定的仪器？

可以通过其标识牌（也称为“铭牌”）上的标签来识别已检定的天平。在欧洲，除了指明仪器型号和序列号外，该标签还包括型号、精度等级、以及CE标记旁边的所谓补充计量标记(以M表示)，其相邻的最后两位数字表示合格评定年份。

图1：带有法定铭文的MCE323S-2CEU铭牌。

除了在该标签上显示分度值（d）外，经检定的天平上通常额外贴有检定分度值（e），这是确定可检定或已检定天平最大允许误差的决定性数值。

精度等级决定了适用的称重范围，该范围受限于仪器的最小称重量（Min）的下限，以及仪器最大称重量（Max）的上限。在法律相关应用中，不可用于称量低于最小称重量的物体或物质。参见表1。

表1：最小称重量取决于精度等级以及OIML R 76-1:2006规定的检定分度值。

最大允许偏差

除了确定最小称重量和最大称重量外，经合格评定的天平的精度等级还定义了最大允许误差mpe，并将其表示为“e”的倍数。表2中提供了所有精度等级的这些误差。

表2：经合格评定的称重仪器的最大允许误差取决于OIML R 76 1:2006规定的精度等级和负载。

合格评定是称重仪器首次投放市场的一部分，示值的误差不得超过表2中给出的最大允许误差。操作称重仪器时，最大允许误差适用于使用中。这是上述最大允许误差的两倍。

下面列举了赛多利斯Cubis® II系列三种不同天平初始检定时的相应最大允许误差。

示例1

第一个示例是实验室中经常遇到的精密天平。想象一下，检定这种天平作为法定计量工具时经常会出现以下情况。

图3：MCE8202S-2CEU的最大允许误差（最大称重量8200 g，最小称重量0.5 g，e = 0.1 g, d = 0.01 g），精度等级为II级

天平负载4300 g时的示值为4300.06 g。这样可以吗？

可以，因为对于超过500 g的负载，法律是允许这种差异存在的。

示例2

以下是大量程精密天平的示例：

图4：MCA36200S-2CEU的最大允许误差

（最大称重量36.2kg，最小称重量50 g，e = d = 1 g），精度等级为II级

对于16 kg的负载，该天平显示为16.002 kg。这样可以吗？

不可以，因为对于任意负载，2 g的偏差都不在最大允许误差范围内。仅当负载大于5 kg时，才允许有1 g（在这种情况下，一位数）的差值。

示例3

最后一个示例是实验室中常用的微量天平：

图5：MCA10.6S-2CEU的最大允许误差

（最大称重量10.1 g，最小称重量0.1 mg，e = 1 mg, d = 1 μg），精度等级为I级

对于6.6 g的负载，该天平显示“6600.03 mg”。这样可以吗？

可以，对于如此高精度的天平，法定计量的最低要求并不代表任何有意义的验收标准。原因是在法律监管的环境中，只有检定分度值e≥ 1 mg适用，因此，不存在小于0.5 mg的最大允许误差公差。

法定计量的局限性

对于精度非常高的天平，尤其是分析天平和微量天平，OIML R 76中规定的最大允许误差通常不足以满足用户的个人质量要求，如例3所示。由（国家）度量衡立法管辖的测试间隔也通常如此，通常通过最小量称重来检定高精度称重仪器。

在此方面，还应根据检定天平的风险评估，确定满足特定称重应用危急程度的测试间隔和可接受的最大允许误差。这种风险评估通常会导致除了进行规定的检定测试之外，还需要进行中期测试。这些中期测试包括从训练有素的员工进行的日常检查到外部服务提供商进行的定期校准。

应针对每种仪器单独进行风险评估，其原则是评估导致称重结果变化的各种因素。这些因素包括外部影响，如天平上微粒或其他污染物的积聚、环境条件的波动以及天平使用者造成的影响。应选择该评估产生的测试公差和间隔，以便进行有意义的称重，同时确保获得结果的可靠性。

赛多利斯建议

询问贵国所适用的法律和要求：您需要使用批准的天平进行哪些应用？批准的天平需要登记吗？是否有规定的检定测试间隔？请直接联系您当地的赛多利斯服务部，获得便利的信息和支持。
确保遵守天平法定测试的截止日期，即“周期检定”。作为用户，您有责任确保在每次使用天平时，其检定仍然在有效期（参见检定标记）内，并且符合规定的最大允许使用误差。
除了遵守规定的法律要求外，还应根据称重过程制定合适的测试要求（公差、间隔），并记录这些要求和测试结果。