實驗室天平在受法律監管環境中的應用

法定計量對稱重儀器具有嚴格要求，因為其測量的真實性和準確性關系到公共利益。檢定的法律義務旨在保護消費者，此外，其還適用于商品交換（即商業交易）以及職業安全、環境保護以及醫學領域的測量。然而，法定計量規定的要求往往達不到稱重應用的質量標準，尤其是在分析天平和微量天平上對最小量進行高精度稱重的情況下。
 
 
在受法律監管的環境（法定計量）中使用和測試實驗室天平

如今，許多實驗室天平被用作法定測量儀器，因此用戶有義務遵守法定計量要求。在許多國家，只有具有型式批準證書且經測試符合法律要求的儀器才能用于重量和測量應用，也稱為法律相關應用。型式批準證書可確保設計和計量特性符合有效的檢定要求。通常情況下，型式批準的天平可以用于檢定。

Q  何時需要檢定天平？

帶有EC型式檢驗證書的賽多利斯天平已經在工廠進行了檢定（更準確地說是“合格評定”），因此無需進一步測試即可用于法律相關應用。

每個國家都有自己的周期檢定規則，也稱為“后續檢定”。通常，周期檢定包括行政審查、性能測試以及在批準的儀器上加蓋印章，其中包括貼上核驗標記。

Q  如何判斷天平是否為經檢定的儀器？

可以通過其標識牌（也稱為“銘牌”）上的標簽來識別已檢定的天平。在歐洲，除了指明儀器型號和序列號外，該標簽還包括型號、精度等級、以及CE標記旁邊的所謂補充計量標記(以M表示)，其相鄰的最后兩位數字表示合格評定年份。
 

圖1：帶有法定銘文的MCE323S-2CEU銘牌。

除了在該標簽上顯示分度值（d）外，經檢定的天平上通常額外貼有檢定分度值（e），這是確定可檢定或已檢定天平最大允許誤差的決定性數值。

精度等級決定了適用的稱重范圍，該范圍受限于儀器的最小稱重量（Min）的下限，以及儀器最大稱重量（Max）的上限。在法律相關應用中，不可用于稱量低于最小稱重量的物體或物質。參見表1。
 

表1：最小稱重量取決于精度等級以及OIML R 76-1:2006規定的檢定分度值。
  
 
最大允許偏差

除了確定最小稱重量和最大稱重量外，經合格評定的天平的精度等級還定義了最大允許誤差mpe，并將其表示為“e”的倍數。表2中提供了所有精度等級的這些誤差。
 

表2：經合格評定的稱重儀器的最大允許誤差取決于OIML R 76 1:2006規定的精度等級和負載。

合格評定是稱重儀器首次投放市場的一部分，示值的誤差不得超過表2中給出的最大允許誤差。操作稱重儀器時，最大允許誤差適用于使用中。這是上述最大允許誤差的兩倍。

下面列舉了賽多利斯Cubis® II系列三種不同天平初始檢定時的相應最大允許誤差。

示例1
第一個示例是實驗室中經常遇到的精密天平。想象一下，檢定這種天平作為法定計量工具時經常會出現以下情況。
 

圖3：MCE8202S-2CEU的最大允許誤差（最大稱重量8200 g，最小稱重量0.5 g，e = 0.1 g, d = 0.01 g），精度等級為II級
 
Q  天平負載4300 g時的示值為4300.06 g。這樣可以嗎？
A  可以，因為對于超過500 g的負載，法律是允許這種差異存在的。

示例2
以下是大量程精密天平的示例：


圖4：MCA36200S-2CEU的最大允許誤差
（最大稱重量36.2kg，最小稱重量50 g，e = d = 1 g），精度等級為II級

Q  對于16 kg的負載，該天平顯示為16.002 kg。這樣可以嗎？
A  不可以，因為對于任意負載，2 g的偏差都不在最大允許誤差范圍內。僅當負載大于5 kg時，才允許有1 g（在這種情況下，一位數）的差值。

示例3
最后一個示例是實驗室中常用的微量天平：
 

圖5：MCA10.6S-2CEU的最大允許誤差
（最大稱重量10.1 g，最小稱重量0.1 mg，e = 1 mg, d = 1 μg），精度等級為I級

Q  對于6.6 g的負載，該天平顯示“6600.03 mg”。這樣可以嗎？
A  可以，對于如此高精度的天平，法定計量的最低要求并不代表任何有意義的驗收標準。原因是在法律監管的環境中，只有檢定分度值e≥ 1 mg適用，因此，不存在小于0.5 mg的最大允許誤差公差。
  
 
法定計量的局限性

對于精度非常高的天平，尤其是分析天平和微量天平，OIML R 76中規定的最大允許誤差通常不足以滿足用戶的個人質量要求，如例3所示。由（國家）度量衡立法管轄的測試間隔也通常如此，通常通過最小量稱重來檢定高精度稱重儀器。

在此方面，還應根據檢定天平的風險評估，確定滿足特定稱重應用危急程度的測試間隔和可接受的最大允許誤差。這種風險評估通常會導致除了進行規定的檢定測試之外，還需要進行中期測試。這些中期測試包括從訓練有素的員工進行的日常檢查到外部服務提供商進行的定期校準。

應針對每種儀器單獨進行風險評估，其原則是評估導致稱重結果變化的各種因素。這些因素包括外部影響，如天平上微粒或其他污染物的積聚、環境條件的波動以及天平使用者造成的影響。應選擇該評估產生的測試公差和間隔，以便進行有意義的稱重，同時確保獲得結果的可靠性。
 
 
賽多利斯建議
 

• 詢問貴國所適用的法律和要求：您需要使用批準的天平進行哪些應用？批準的天平需要登記嗎？是否有規定的檢定測試間隔？請直接聯系您當地的賽多利斯服務部，獲得便利的信息和支持。
• 確保遵守天平法定測試的截止日期，即“周期檢定”。作為用戶，您有責任確保在每次使用天平時，其檢定仍然在有效期（參見檢定標記）內，并且符合規定的最大允許使用誤差。
• 除了遵守規定的法律要求外，還應根據稱重過程制定合適的測試要求（公差、間隔），并記錄這些要求和測試結果。