架盘扭力天平刻度盘示值误差及其校准方法

一、引言

    架盘扭力天平是由基本型的标尺架盘天平改型的一种实用衡量仪器。其特点是通过旋钮转动扭力刻度盘(以下简称“刻度盘”)，使度盘装置中的扭力盘簧偏转产生平衡扭力而起到与加减小祛码相同的效果。这种加减码方式简单、方便，改变普通架盘天平用手直接移动游码的操作，避免了游码在标尺上往复移动容易造成磨损、锈蚀和标尺变形等影响称量准确度的现象。不足之处是刻度盘结构较复杂、易产生示值误差。架盘扭力天平操作便捷，在工矿企业、医药等行业中己广为使用。

    对改型的架盘扭力天平，没有相应的计量检定规程或校准规范。目前，在校准这种天平时，大多仍引用JJG156-2004《架盘天平》计量检定规程作为技术依据。但该检定规程并没有规定对扭力式架盘天平刻度盘示值误差的要求及其检定方法。因此，此规程并不适用于架盘扭力天平刻度盘示值误差的校准。

二、刻度盘示值误差及其校准存在问题的分析

    架盘扭力天平中的扭力盘簧(也称作“平卷簧”)是一种金属弹性元件。该元件作为测力装置的配件，所采用的材料性能和结构形状都有特定的要求。特别是扭力盘簧理想的形状应为阿基米德螺线，当扭力盘簧受力偏转后，其产生的扭力大小与偏转角度具有一定的线性关系，从而保证刻度盘示值的准确性和稳定性。在生产制造及使用中，如果存在扭力盘簧形态不符合要求、固定件松动或与其它部件碰卡等现象，就会造成扭力盘簧圆弧段形变不均匀、各圈间隔差异和平卷面错位不平，而引起刻度盘示值误差或产生较大的滞后误差(回程误差)。

前面所述，由于没有相应的架盘扭力天平计量检定规程或校准规范，对客户的检测要求，就缺少规范的检测方法。因此，在校准架盘扭力天平刻度盘示值误差时，难免采用不规范或不正确的方法。甚至直接引用JJG156-2004《架盘天平》计量检定规程对架盘扭力天平进行不规范的检定，这更不符合计量检定的相关要求。例如，有的在校准或“检定”刻度盘示值误差时，只对其最大刻度值进行检测;而有的也选择刻度范围内的几个刻度点进行正行程的校准或“检定”，但没有校准或“检定”其回程的示值误差。这些不规范的方法很难保证刻度盘示值的准确性，也无法发现可能存在的问题。笔者在实际工作中，曾遇到令人困惑的问题:用不同的方法检测一台最大称量为100g，检定分度值e=0. 1 g，扭力度盘示值范围为摊一1g的架盘扭力天平刻度盘示值误差时，出现不同的结果。为了便于说明，每个测试点均以定量的测试数据给出(结果见表1)。