简要分析流量计量、电子秤发展的特点及称重式液体流量标准对电子秤的要求，详细分析电子秤的技术指标，推算液 体流量标准对电子秤最大称量及不确定度的估算方法，列举电子秤检定的方法，并通过实例进行分析。

0.引言

随着社会的不断进步，科技快速发展，流量计量 越来越受到重视。近年来流量计量相关技术也取得 了突飞猛进的发展，各种新式流量计相继投入使用， 老式流量计也有了很大的技术提升。从国家级院所 到地方计量检测部门，都建立了流量标准并开展流 量标准相关技术研究，以满足工业系统对流量计计 量的需要。

液体流量计量是流量计的重要分支，其标准装 置应用广泛，原理多样，其中以称重流量标准应用最 为广泛，具有运行稳定、效率高、精度高等特点。电子秤是称重法流量标准的重要组成部件，合理正确的设 计选择标准的电子秤是建立一套称重式流量标准的 基础。

1.电子秤简介

现在常见的电子秤主要有机械式衡器和电子式衡器，近年来，电子天平以精度高、反应快、体积小、寿 命长、使用方便、功能齐全等特点应用更加广泛。

20世纪80年代以前生产或购买的液体流量标 准所使用的电子秤多是机械式天平，采用人工手动操 作，效率低下。随着自动控制及电子技术的不断发 展，流量标准装置自动化程度不断提高，选择电子秤时， 也可以选择能够和计算机通信的电子天平。

2.液体流量标准装置电子秤选择

2.1规程解读

JJG 164-2000《液体流量标准装置检定规程》中 多处提到对衡器的要求，在此一一解读。

通用技术要求中，4.3.1.1电子秤一般采用机械秤或电子秤，电子秤应用自校功能。4.3.1.2电子秤 的电缆、容器的连接管路和电缆不应在衡器上产生 附加力。自校功能是为了保证在检定周期内天平的 准确性，以保证装置的性能，其他部件与衡器脱开是 衡器正确使用的基础。

计量器具控制中，5.1.1.1检定电子秤用标准砝码， 其不确定度应优于衡器不确定度。说明电子秤的检定使用标准砝码，不确定度更优的砝码所检出的结果 可信、可用。

在5.2.5电子秤检定中，介绍了电子秤检定的方法， 不确定度评定方法。

在5.2.9.2机械秤动态效应检定中，介绍了机械秤动态效应的检定方法和不确定度评定方法。

在5.2.10.1装置合成不确定度中，列举了不同原 理液体流量标准不确定度合成的公式，从各质量法 原理公式中可以看出，衡器不确定度为装置合成不确 定度的主要项。

2.2技术性能要求 2.2.1称量范围

称量范围是指最大称量到最小称量之间的范围。

最大称量是电子天平的一项重要指标，指不计 添加皮重时的最大称量能力。选择电子天平时，要选 合适的最大称量。液体流量标准装置有其流量范围 指标流量计在被检时每次测量时间不应少 于装置要求的最短测量时间t，以涡轮流量计为例， 检定时要求流量计检定点包含q腿，每个检定点的检 定次数不少于3次，对于准确度等级优于0.5级的 流量计，每个流量点的检定次数不低于6次。为满足 流量计检定的基本要求，同时提高流量计检定的工 作效率，电子天平的最大称量至少要大于1。

称重法液体标准装置要求液体从容器顶部注 入，在没有缓冲装置的情况下，液体注入的过程中尤 其是大流量状体将会对天平产生较大冲击。设介质 密度为p，最大流量状态时，介质出口流速为v。，则流 体对天平产生的冲击力为V。。

对介质进行称重还要考虑需要容器对介质进行 收集及称重箱，称重箱在满足使用要求的情况下质 量m。越轻越好。

除了考虑以上称量因素，为保证天平不会因过载 而损坏，最大称量需加一定的保险系数，也就是最 大载荷再放宽一些，但并不是越大越好。此处可取

最小称量应理解为样品每次添加的最下剂量， 小于该载荷值时称量结果可能产生过大的相对。不 同等级天平最小称量如表1所示。

2.2.2分度值

分度值是天平的重要参数，有实际分度值和检 定分度值e。实际分度值是指相邻示值之差，即可显 示的最小读数，检定分度值用于划分天平级别与计 量检定，以质量单位表示的值，检定分度值应满足 d在e在10 d，在一般情况下，检定分度值e还应服从 e=10kkg，其中k为正整数、负整数或零。选定电子天 平时，要从绝对精度即检定分度e值着手，如选择 0.01 mg的天平，不能将精度概要表述为1/10000或 1/100000，这样有时是相对精度，而实际精度可能达 不到使用要求。

某流量标准装置在流量点0.1 mg/s进行检定 时，一次检定时间为20s，则一次称量重量为0.2mg, 若采用精度为十万分之一，最大称量0.1 kg的天 平（其绝对精度只有0.1mg)，所得出的结果是不准 确的。

2.2.3 不确定度

从液体流量标准装置合成不确定度分项看，电子秤所引入的不确定度是其主要项，其不确定度大小将 在很大程度上影响装置整体不确定度。选购天平时， 可以直接看到最大称量、分度值等参数，却不能知道 不确定度与什么参数相关，在考虑不确定度的情况 下选择天平时，将会无从下手。下面分析一下称重法 液体流量标准装置用天平不确定度的计算。

以某电子天平为例：型号为ME4002;最大称量 为4 200 g;可读性为0.01 g；重复性为0.01 g；线性误 差为0.02g。

由以上参数及电子天平检定规程可知，实际分 度值d=0.01 g，取检定分度值e=10 d=0.1 g。

检定分度数 n=Max/e=4.2x104。

天平准确度等级为II级e為0.1 g，5x103^n^ 1x105。

其最大允许误差为±1.0e，即±0.01 g。

以某被测物体m为例，在天平对物体进行称量 时，假设天平读数为n，则有m=n，u (m) =u (n)

假设天平的线性误差引入的不确定度符合均匀 分布，已知用天平进行称量时，其线性误差是其不确 定度的主要来源。所以，在不知道天平不确定度时， 可以用天平最大允许误差除以姨作为电子天平的不确定度估算，即根据天平等级，检定数及检定分度 值进行估算。

2.2.4其他要求

选购电子天平时除考虑其以上介绍主要参数 外，还要考虑天平结构、尺寸等是否满足现场需要。 现代流量计量标准多设有测控系统，以实现实验过 程的自动控制和数据自动采集处理。所以在选择电 子天平时要求天平电子系统具有通信功能和相应的 结构，便于天平与系统相连等。

3.电子秤检定

3.1电子秤检定方法

在使用量限范围内取10个均匀分布点，用标准 砝码从J=1逐步加载到J=10，完成第一次测试;再从 J=10逐步卸载到J=1，完成第二次测试。分别记录下 加载质量mi、卸载质量m2、电子秤读数Rm和空容器衡 器读数的平均值Ro计算各检测点的不确定度，取最 大值为电子天平的不确定度。

3.2检定实例

以某单位滑油流量标准装置用150 kg电子天平 为例，天平型号：KCC150s，编号：3078087，制造厂 家:德国。

Ro=50.00kg。检定数据如表2所示。

A类相对标准不确定度为s2=0.003%。

B类相对标准不确定度为^=0.006%。

4.结束语

本文介绍了电子秤选择的方法技巧，提出对液体流 量标准各需求参数的估算方法及对电子天平的选择 要求，以期能够很好地指导称重式液体流量标准装 置设计时对电子秤的选择。