测量仪器配备和金银饰品称量要求

随着人们物质和精神生活的不断提高,贵重金属如金、银饰品和宝石的生产制造、销售享用和检验检测的数量与日俱增。本文从国际和我国对贵重金属和宝石称重测量的要求,相应衡器的配备、检验检测及衡器检定及校准中直接或间接发生的问题谈些看法,供有关方面人士参考,与称重测试技术界同仁商榷。
本文使用的“重量”、“称重”一词均与第三届CGPM大会1901年提出的“物体重量”的术语不同。
该大会定义的“物体重量”(Weight of a body)是物体受地球吸引的万有引力。重量一词表示的是一个与力具有相同性质的量:物体的重量等于其质量和重力加速度之积。我国的法定计量单位规定,“重量”等同于“质量”。
一、零售商品称重计量监督规定和衡器的配备
上个世纪90年代,国家技术监督局、国内贸易局和国家工商行政管理局联合颁布了《零售商品称重计量监督规定》。规定要求,商品的生产者、经销者和计量监督人员使用称重计量器具每次当场称重商品,金银饰品在如下称量范围内,经核称其实际重量值与结算重量值之差不得超过如下规定的负偏差(见下表):
名称 标量范围 负偏差
金饰品 每件≤100g 0.01g
银饰品 每件≤100g 0.01g
由金饰品称量范围每件不大于100g、负偏差0.01g。不难得出,生产该类商品出厂最终检验所需的称重设备——衡器的准确度级别和检定分度值e,和计量监督中“高精度称重计量器具核称法”所用衡器的准确度等级和检定分度值e。
根据国际和我国衡器技术规范和计量要求的原则,衡器划分等级的依据是:代表绝对准确度的检定分度值e和代表相对准确度的检定分度数n ;最大允许误差;(mpe)在数量级上等于检定分度值。还有实际测量活动中人们遵循的微小误差准则,高一等标准的不准确度只须为合成不确定度的1/3,即可略去不计,也就是通常希望高一等测量仪器误差不大于被测物要求误差的1/3。

在这些前提下,我们选用特种准确度级(Special accuracy)○Ⅰ和高准确度级(High accuracy)○Ⅱ的衡器,其检定分度值e不大于0.01g的1/3即可。但事情绝非如此简单。
大家知道,我们开展的这项测试活动是属于法制计量的范围,所渉及的衡器及操作都直接受到国际建议R76(非自动衡器计量和技术要求——试验)的约束。
R76和相应我国衡器计量检定规程与其产品的国家标准指出:

1.分度值的形式应取1×10k,2×10k或5×10k来表达称量结果的单位,k取整数。

2.鉴于实验载荷的不确定度,一般不适宜对e<0.001g的衡器进行测试(test)和检定(verify)。

3.有分度(graduated)、无辅助指示装置(without auxiliary indicating)衡器,e=d,e检定分度值,d实际分度值。

综合上述技术法规的要求和测量基础知识,我们就有了满足“零售商品称重计量监督规定”称重金饰品比较理想的非自动衡器的技术参数。

——准确度等级 ○Ⅰ ○Ⅱ;

——最大称量 Max 110g;

——检定分度值 e 0.001g;0.002g;

——检定分度数 n 110000;55000;
有了称重金饰品衡器的技术参数,按上述法规要求和测量的基础知识自然能得出称重银饰品衡器的技术参数,称重银饰品的参数想必会更加宽泛。这里本文就不赘述。
上述1、2、3三项要求需做两点说明:

(i)○b是以“注”的形式出现在R76衡器分类的要求中,不过,使用和校准过小于0.001g衡器的工作人员一定深切地觉察到衡器最末位数值的不稳,回零、再置零以及众多影响量给称量结果带来了不一致性。操作电子天平时,最末尾数字的不断变化能清楚地观察到这种现象。

(ii)辅助指示装置,主要有游码、内插读数、补充指示和带微分标尺分度的指示几种形式,主要装备在机械衡器上。过去的分析天平和实验室天平以机械衡器居多,上世纪七八十年代,机械衡器向电子衡器转换的速度特别快。不过,目前有些电子天平都没有明确表示带有“微分标尺分度”或“扩展指示”装置,而是提出了“可读性”这一概念及术语。

如果以上这些天平稍做些符合R76的努力,它们不难作为法制计量的器具运用到贵重金属和宝石的称量。
《零售商品称重计量监督规定》除了给出“高精度称重计量器具核称法”之外,还提出了“原计量器具核称法”和“等精度称重计量器具核称法”。主要是为了方便日常的计量监督。在批量生产过程称量效率要求相对较高及规定比较规范的情况下,使用高精度称重计量器具还是应该提倡的。
二、QB/T1690-93和衡器配备
QB/T1690-93《金银饰品重量测量允差的规定》给出了测量金银饰品及材料的允差和应配备的衡器。
如果使用电子天平,则按电子天平的等级对应机械天平的等级等同使用。

以下首先对金饰品及材料作分析探讨:

将金饰品及材料的允差与砝码国际建议R111中F1、F2级的最大允许误差(mpe或δm)进行比较(见下表):

1.行业标准规定的金饰品及材料的允差和相对允差与F1级砝码的mpe(δm)基本一致。F1级砝码的溯源需要E2级、E1级砝码和○Ⅰ衡器。E1级砝码是用于确保国家质量基础,其值传自国际公斤原器。

2.R111对F2砝码的定义是:用于M1、M2级砝码首次检定;用于○Ⅱ衡器上进行重要的商业贸易称重,如金和宝石。
由此我们是否可以想到,QB/T1690-93行业标准对金饰品允差的规定定的可能偏高,进
而导致要求配备的衡器准确度偏高,以至形成不必要的浪费和诸多实际操作方面的困难。

QB/T1690-93要求配备衡器分度值出现0.04g,0.025g可能与1、2、5系列规定不符。5、6、7级天平的提法符合我国技术法规要求,但与国际衡器法规相异。

三、一些国家的相关规定

1.联邦德国

○Ⅰ、○Ⅱ级受检衡器主要用于官方检查(珠宝商,海关和警察)、药物学(制造和检验药物,药房)、医学(分析化验,病人体重)等方面;检定法规将非自动衡器按检定分度值、最大载荷(Max)和衡器应遵从的误差限,按准确度降低顺序分为4个等级:

高精度天平 ○Ⅰ

精密天平 ○Ⅱ

商 用 称 ○Ⅲ

粗 称 ○Ⅳ

2.美国

宝石秤:称量小于或等于二分之一盎司(约14g)最小公差应是0.1格令(6mg);称量二分之一盎司(约14g)以上时,最小公差应是该秤分度值的一半或秤的标称称量的0.05%(取其小者)

3. 我国零售商品称量计量监督规定的宣贯手册

顺便说一下“零售商品称量计量监督规定”宣贯手册称量计量器具的配备。使用2(即○Ⅱ)天平称量黄金饰品,要求称量实际分度值d≤0.01g;称量银饰品,要求实际分度值 d≤0.1g。

四、结束语

1.本文立足于法制计量范畴研讨问题,请注意与非法制计量(非受检性、科技测量分析)的识别和联系。

2.称重允许误差的要求受到技术法规、标准及称重测试技术等方面制约,并非指标定的越高越好,要做到科学合理,具备实际可操作性。

3.《零售商品称量计量监督规定》的要求及称重计量器具配备合理适宜。该文件提出的三种核称方法可行,生产制造过程值得学习借鉴。三种方法实际运用的一致性值得观察并给出理论上的分析。

4. QB/T1690-93已颁布十多年了,希望尽快见到它的修改版本。

5.文中HA-180M衡器,有一个相同的量程、可读性(分度值)0.0001g、0.001g、0.01g,可视为多量程衡器(Multiple range instrument)。

参考文献

《零售商品称量计量监督规定》宣贯手册

QB/T1690-93《金银饰品重量测量允差的规定》

R76 非自动衡器计量和技术要求-试验

《称量手册》曼弗雷德·柯希克主编,邹炳昌、施昌彦译

美国标准局№44手册 袁先富译
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