称重仪器的线性度

您正在浏览技术文档以查看称重仪器的规格是否符合您的要求,并且您不断看到“线性度”。什么是线性?你为什么要关心?在称重行业意味着什么?为什么有加号和减号?我们将回答您关于线性的问题,并帮助您了解它为何如此重要。

什么是线性?

我们将线性度定义为秤或天平在整个称重范围内显示正确值的能力。线性度通常通过将已知重量放在天平上从接近零到满量程来测试。

它是“线性的”,因为如果你绘制了理想的结果,你应该得到一条相当直线。加号和减号是允许的误差范围。即使是最精确的分析天平也并非总是完美的,但根据应用,可以容忍小的误差范围,因为它不足以导致结果的重大变化。因此,在我们的图表示例中,您会看到一条直线(表示完美线性)和两条表示“+”和“-”的线。实际结果将显示为 S 曲线。只要量表的结果保持在可接受的范围内,即使它们不在完美的线上,它们也是允许的。

线性不仅影响后续测量,还影响具有重要重量差异的测量(例如,实验室天平称量少量粉末,然后称量较大样品)。您要确保在利用秤的容量时,无论您称量小的信封还是大而重的包裹,误差幅度和秤或天平的准确性都保持一致。线性确保无论测量的物质数量是多少,只要它们在容量和可读性范围内,结果都是准确和精确的。

线性度和灵敏度

由于线性的性质,线性误差有时可以被视为灵敏度误差。这对于实验室电子天平来说尤其明显,因为它们对最微小的变化非常敏感并且容量低。灵敏度会受到多种因素的影响,例如环境条件、机械或电子问题,甚至不经常校准。它可以定义为与负载变化相比结果读数的变化。一些电子天平允许用户使用过滤器来调整天平的灵敏度,以补偿移动的物体或振动。

相比之下,线性不受环境影响,而是受样品之间质量变化的影响。虽然在进行线性测试时需要考虑灵敏度(例如,确保误差范围是由于天平的性能而不是温度变化),但线性与外部因素无关,仅适用于天平给出的能力缩放质量时的一致测量。例如,您可以将 100 克的重量放在天平上。即使天平读数为 130 克,但如果您放上 200 克的砝码,它仍可能是线性的,读数为 230 克。

线性度与重复性和再现性有何不同?

重复性是称重仪器每次在相同条件下对同一物体给出相同结果的能力,而再现性是称重设备在由不同用户测量时对同一物体给出相同结果的能力。线性包括天平或天平的全部容量,并确保即使在测量不同数量时结果也是可靠的。 

例如,为了测试可重复性,您将继续测量相同的已知质量,以确保您不断获得相同的结果。为了重现性,您将测量对象,然后让其他人测量相同的对象并检查您的结果是否不同。线性有点复杂。您不仅要测试多个已知质量是否在标准偏差范围内,还要检查偏差是否随质量而变化。如果 1g 的标准偏差为 0.1%,则 1kg 的标准偏差需要相同。

如何测试线性度?

这有点像校准天平:您需要使用多个测试砝码,以接近您正在检查的仪器的称量范围。质量必须相互可比,并且在您检查的范围内。使用已知砝码是一种简单的方法,因此校准砝码组是完成这项工作的理想工具。如果您使用的权重不足,您可能会得到不可靠的数据。测量每个质量并准确记录结果。

如果特定称重范围似乎会产生更多错误,您可以根据需要在该范围内进行更多测试。您可以创建一个表格,或在 Excel 中绘制结果(如果您不确定如何执行此操作,可以找到类似的教程)。一些组织,尤其是实验室,通常拥有可以计算结果的专用软件。如果是这种情况,请按照您所在组织概述的程序进行操作。

线性度误差幅度过大怎么办?

您应确保称重设备位于适当的区域,不要靠近热源、气流、静电和其他可能影响读数的条件。即使线性度不受外部因素的影响,您的秤可能会给您提供不可靠的结果,因为条件不佳而被解释为线性度误差。

清洁和校准秤。如果错误仍然存在并且可以重现,您将不得不致电技术人员来维修称重设备。