机械天平计量校准是通过标准砝码与天平示值比对，对其示值误差、灵敏度、重复性等计量特性进行检测与调整的过程，旨在确保称量结果准确可靠，是实现量值溯源、保障质量控制与科研实验数据有效性的关键手段。

机械天平计量校准目的

保证称量结果准确性，机械天平作为质量测量工具，其示值误差直接影响后续分析或生产，校准可消除系统误差，确保测量值与真实值一致。

满足法规与标准要求，根据《中华人民共和国计量法》及计量器具管理规定，机械天平需定期校准，是计量器具合规使用的基本前提。

实现量值溯源，通过经检定合格的标准砝码，将天平量值逐级追溯至国家质量基准，确保不同实验室、不同设备间量值统一。

确保设备长期稳定，机械天平使用中可能因部件磨损、环境变化导致性能漂移，校准可及时发现并调整，维持设备长期可靠运行。

降低测量风险，在制药、科研等领域，称量结果是后续实验或生产的基础，校准可避免因称量不准导致的实验失败或产品质量问题。

机械天平计量校准方法

直接称量法，将标准砝码直接放置于天平秤盘，比较天平示值与砝码实际质量值，适用于量程较小、精度要求不高的天平校准。

替代法（门捷列夫法），用已知质量的替代物（如石英砂）替代被称砝码，通过两次称量结果计算误差，可减少天平不等臂误差影响。

交换法（高斯法），将砝码与替代物交换位置进行两次称量，利用两次示值计算不等臂误差，适用于需消除不等臂影响的高精度天平校准。

累积称量法，对小质量砝码（如1mg、10mg）进行多次累积称量，通过平均值计算示值误差，提高低量程校准精度。

灵敏度校准法，在空秤和全载状态下，分别添加1个分度值的小砝码，观察指针偏转格数，判断灵敏度是否符合“1分度/分度值”要求。

机械天平计量校准分类

按校准对象精度等级分，可分为高精度机械分析天平校准（分度值≤0.1mg）和普通机械天平校准（分度值0.1g~1g），前者需更严格的环境控制和更高等级标准砝码。

按校准项目分，包括示值误差校准（核心项目，检测各载荷点示值与标准值偏差）、灵敏度校准（检测天平对小质量变化的响应能力）、重复性校准（同一载荷多次称量结果的一致性）等。

按使用场景分，实验室用机械天平校准（科研、检测领域，需满足CNAS或CMA要求）、工业生产用机械天平校准（生产线配料、质量控制，侧重实用性）、贸易结算用机械天平校准（需符合市场监管要求，保障公平交易）。

机械天平计量校准技术

环境控制技术，校准前需将环境温度控制在(20±2)℃，相对湿度45%~65%，关闭门窗避免气流，远离振动源（如离心机、通风橱），确保环境因素对称量的影响最小化。

水平调整技术，使用分辨率0.02mm/m的气泡水平仪，调整天平底脚螺丝，使气泡居中，确保天平横梁处于水平状态，避免因倾斜导致的称量误差。

校准前检查技术，检查天平外观是否完好，横梁是否灵活摆动，指针是否无卡滞，秤盘是否清洁无污渍，游码是否能在标尺上自由移动且定位准确。

标准砝码选择技术，根据天平最大称量和分度值，选择符合JJG 99要求的砝码等级，如分度值≤0.1mg的天平选用E1级砝码，0.1g~1g的选用F1级，且砝码需在检定有效期内。

加载顺序技术，校准载荷点按20%、50%、80%、100%最大称量递增，每个载荷点测量3次，首次加载后需预压1~2次，消除秤盘、横梁的弹性形变影响。

读数方法技术，待指针摆动稳定（摆动幅度≤1分度）后读取示值，指针左右摆动时取左、右最大偏转格数的平均值，读数时视线与指针尖端保持水平，避免视差。

灵敏度校准技术，在空秤状态下记录指针平衡位置，添加1个分度值的小砝码（如0.1mg），观察指针偏转是否达到1分度；全载状态下重复操作，两次灵敏度偏差应符合规程要求。

重复性校准技术，在50%最大称量载荷下，连续称量3~5次，计算测量结果的极差（最大值-最小值），极差应不超过天平最大允许误差的绝对值。

游码标尺校准技术，将游码依次移至标尺各刻度线（如0.1g、0.2g...），用相应小砝码校准游码所示质量与实际值的偏差，确保游码指示准确。

不等臂误差校准技术，采用交换法，将标准砝码m放在左盘，替代物放在右盘平衡；交换位置后，右盘加砝码m1平衡，不等臂误差=（m1-m）/2，结果应符合规程要求。

数据处理技术，校准数据按仪器分度值的1/10记录，计算各载荷点示值误差（示值-砝码实际值），结果按GB/T 8170修约至与天平分度值一致，保留有效数字。

机械天平计量校准步骤

准备阶段，确认环境条件（温湿度、振动、气流）符合要求，清洁天平内外（用软毛刷清理秤盘、横梁灰尘，无水乙醇棉球擦拭污渍），调整天平水平，检查标准砝码是否在有效期内，记录天平型号、编号、上次校准日期等基本信息。

校准实施阶段，按选定方法（如直接称量法）加载标准砝码，从最小载荷开始，依次测量各校准点示值，同步进行灵敏度、重复性、游码标尺等项目校准，每个项目至少获取3组有效数据，记录指针平衡位置、加载砝码质量等原始数据。

数据处理与判定阶段，计算各载荷点示值误差、灵敏度、重复性等参数，与JJG 98-2006《机械天平》中最大允许误差比较，判定是否合格；若不合格，提出调整建议（如调整横梁平衡螺丝），调整后重新校准直至合格，出具校准证书。

机械天平计量校准所需设备

标准砝码，核心设备，根据天平精度等级选择，如E1级（用于高精度天平）、F1级（中等精度），砝码质量范围覆盖天平最大称量，需经计量部门检定合格且在有效期内，配备砝码盒及镊子。

水平仪，气泡式或电子水平仪，分辨率0.02mm/m，用于调整天平水平状态，确保校准过程中天平处于水平工作位置。

镊子，不锈钢或塑料材质，避免用手直接接触砝码导致质量变化（手上油脂、汗液会增加砝码质量），镊子尖端需光滑，防止划伤砝码表面。

环境监测设备，温湿度计（精度±0.5℃、±5%RH）用于监测校准环境温湿度，振动仪（测量频率范围1~100Hz）用于检测环境振动是否符合要求。

校准记录工具，包括校准原始记录表格（含天平信息、环境条件、载荷点、示值、计算结果等栏目）、签字笔（非易褪色墨水）、计算器（具备统计计算功能，用于重复性、误差计算）。

调整工具，专用螺丝刀（调整横梁平衡螺丝）、扳手（调整底脚螺丝），工具需与天平螺丝匹配，避免损坏螺丝或横梁。

清洁工具，软毛刷（清理秤盘、横梁灰尘）、无水乙醇棉球（清洁秤盘油污）、镜头纸（擦拭指针或标尺表面污渍），避免使用腐蚀性清洁剂。

机械天平计量校准参考标准

JJG 98-2006《机械天平》，国家计量检定规程，规定机械天平的计量性能要求、校准方法、最大允许误差及判定标准，是机械天平校准的核心依据。

JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》，定义校准、示值误差、量值溯源、不确定度等基本计量术语，统一校准过程中的术语使用。

JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》，指导校准结果不确定度的评定方法，包括A类（重复性）、B类（砝码、环境等）不确定度分量的计算。

JJG 99-2006《砝码》，规定标准砝码的计量性能、检定要求及管理规范，确保用于校准的砝码量值准确可靠。

GB/T 27025-2019《检测和校准实验室能力的通用要求》，规范实验室校准活动的质量体系，包括人员、设备、环境、方法等管理要求。

OIML R76-1:2006《Non-automatic weighing instruments》，国际法制计量组织关于非自动衡器的国际建议，提供机械天平校准的国际通用方法和要求。

《中华人民共和国计量法》，国家法律规定，明确计量器具（包括机械天平）的强制检定/校准要求，及未按规定校准的法律责任。

GB/T 8170-2008《数值修约规则与极限数值的表示和判定》，规定校准数据的修约方法，确保结果表示符合规范。

JJF 1139-2005《计量器具检定周期确定原则和方法》，指导机械天平校准周期的制定，根据使用频率、环境条件等确定合理周期。

ISO 3534-2:2013《Statistics-Vocabulary and symbols-Part 2: Applied statistics》，提供校准数据统计分析（如重复性计算）的术语和符号标准。

《计量器具管理办法》，企业或机构内部文件，规定机械天平的校准计划、记录保存、不合格处理等管理流程。

CNAS-CL01:2018《检测和校准实验室能力认可准则》，实验室通过认可需满足的校准活动要求，包括方法验证、设备管理等。

机械天平计量校准应用场景

实验室科研领域，高校、科研院所的化学合成、物理实验中，机械天平用于精确称量样品（如毫克级药品、粉末样品），校准确保实验数据的准确性和可重复性，是科研结论可靠性的基础。

制药行业，药品研发及生产过程中，需精确称量原料药（如抗生素、中药提取物），校准是GMP（药品生产质量管理规范）合规的必要环节，直接关系到药品剂量准确性和用药安全。

冶金与材料行业，金属材料成分分析（如光谱分析、化学分析）前，需称量样品质量以计算成分比例，校准保证分析结果准确，避免因称量误差导致材料性能误判（如强度、耐腐蚀性）。

食品检测领域，食品营养成分（如蛋白质、脂肪）分析、污染物（如重金属、农药残留）检测中，称量样品质量是计算含量的关键步骤，校准确保检测结果符合国家标准，保障食品安全监管的有效性。

贸易结算领域，部分小型农贸市场、个体商户使用机械天平进行干货、中药材等商品称量，校准确保称量结果公平，保护买卖双方利益，维护市场计量秩序。

质量监督领域，市场监管部门或第三方检测机构对企业使用的机械天平进行强制校准或飞行检查，通过校准数据判定设备是否合格，督促企业规范使用计量器具，防止计量作弊。