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摘 要：电子天平作为一种测量工具，在进行质量检测的过程中，其会受到多种因素的影响而产生一定的误差，影响了测量值的准确性。为此，本文就对电子天平测量质量过程中出现的线性系统误差进行相关的分析和阐述，并对此提出了相应的解决对策，以期对提升质量检测工作水平有一定的积极意义。
关键词：质量监督；天平；误差；解决对策
引言
电子天平凭借其操作简单、速度稳定、读数精度高等优势，在诸多领域得到了广泛的应用。然而，在利用天平进行质量检测的过程中，不可避免地会产生一定的误差，如线性系统误差、随机误差、恒定系统误差等，其中线性系统误差尤为常见。因此，为保证测量结果的精准性，有必要对电子天平的误差进行分析和研究，并找到行之有效的减少误差的方法。基于此，本文就对关于天平测量质量过程中的线性系统误差的分析与解决对策进行分析研究。
1.质量监督中天平测量质量的意义
质量监督作为社会发展中的重要工作，在经济与社会快速发展的情况下，逐渐提高了质量监督工作的要求，依然利用以往的方式来完成质量监督工作，往往无法达到当前社会的要求。因此，必须要利用更加先进的科学技术，结合良好的监督手段，对社会中流通商品的质量进行检测，并与相关指标的对比，确定出产品中是否存在问题。这一过程中，天平测量就会起到关键的作用。产品当中的很多问题，都是能够通过质量的形式体现出来。如材料与材料之间的密度不同，如使用了劣质材料，产品的质量将会与正常产品之间存在一定差异，通过天平测量的方式，准确称量出产品的实际质量，从而确定出产品材料是否存在问题等。这样及时发现产品质量中存在的问题，避免了劣质产品进入到市场中，不仅使经济市场能够正常、合理的运行下去，而且，还不会对人民群众的生活带来影响。
2.天平测量质量法过程中线性系统误差的分析
天平作为测量质量的重要工具，对物体的质量进行测量时，如图1所示。左侧托盘中放置被测物体，右侧托盘中放置砝码。当左右两边达到平衡的状态时，就可以利用右侧砝码的质量，确定出被测物的质量。并且，根据物理学知识可知，当温度在25℃（正常室温）时，砝码质量为m0，密度为ρ0，线性膨胀系数为a0；被测物体质量为m，密度为ρ，线性膨胀系数为a。在实验的过程中，温度会不断地发生变化，其变化公式为：T=25+K（t-t0）。其中，T—室内温度（℃）；K—在时间变化的情况下，温度的梯度（℃/h），t0—温度在25℃的时间点；t—称量的时间点。
假设：实验过程中，空气不会发生变化，密度ρf固定，可以简化天平的受力情况，如图2所示。其中，G与f表示砝码所受的重力与浮力，G0与f0表示被测物所受的重力与浮力
（2）当T≠25℃时，即t≠t0。天平两侧的合理将会出现一定的变化，当两者达到平衡感时，其中砝码侧为：
其中，3a—被测物的体积膨胀系数；3a0—砝码体积膨胀系数；并且，ΔT=T-25=K（t-t0）；m'表示t≠T0时，被测物的质量。对上述两个公式整理可得：
（3）比较任意时间点与特定时间点被测物的质量差为Δ，则：
而其他m、a、ρ均为常数，所以，随着时间的变化，Δ会出现线性系统误差。当出现线性系统误差时，影响物品最终的测量结果。
3 实验结果
为了验证上述的推理，利用了1kg的天平，配置三等砝码，对400g的物体进行了测量。实验过程中，温度为（25±5）℃，湿度为55%，大气压力为101.325kPa，测量从上午8∶30开始，直到11∶30结束。并且，为提高实验的真确性，本实验共测量10次，实验结果如表1所示。从该表中可以发现，残差整体上不断地提升，表明在测量时，随着测量时间的改变，出现了线性系统误差。
4.平测量质量法过程中线性系统误差的解决对策
4.1线性系统误差的特征
在利用天平对物体称量的过程中，受到多种因素的影响，会出现一定的误差，随着时间的变化，这些误差具有递增或递减的关系，这种误差我们称其为线性系统误差，如图3所示。从该图中可以发现，在某个特定的时间点上，對应着一个大小与方向已知的恒定系统误差。而从测量总体上来说，逐渐的递增或递减。并且，将一时间点看做中心，对于该时间点对称的两个时间点来说，两者的均值与该时间点的数值基本一致，也就是，根据这一特征，可以通过相应的方法手段，将其转化为恒定系统误差，当中心时间点的误差值为0时，所得到的结果即为系统误差。
4.2对称测量法解决线性系统误差
对于线性系统误差来说，当前最主要的解决方法为对称测量法，通过该方法的加入，可以避免线性系统误差的出现。对称测量法中，主要由四个步骤构成。首先，利用被测物m，与平衡物Q平衡；其次，利用砝码m0，与平衡物Q平衡；之后，再次利用砝码m0，与平衡物Q平衡，同时，由于在平衡的股构成中，会产生线性系统误差，则m0≠m，说明在平衡中具有一定的差值Δm，即m0’=m0+Δm0。最后，再次利用被测物m，与平衡物Q平衡，并对其进行调整，直到m'=m+Δm'为止，其中，受到线性系统误差的影响，m≠m'。只要在测量的过程中，相邻两个测量时间间隔相同，即t2-t1=t3-t4时，在（t2-t1）/t2或者是（t3-t4）/2时，测量出的结果最佳，不存在线性系统误差，根据这一现象，可以得到公式：（m+m'）/2=m0+m0'，通过对该公式可以得到最终的测量结果，即：m=m0+（Δm0-Δm'）2。
利用这一结果可以作为天平测量质量的最佳结果，其中就不会存在线性系统误差的干扰，为质量检测结果提供帮助。
5.对称测量法检验
为了检测对称测量法是否能够有效解决线性系统误差，又利用实验的方法对其进行检测。在实验当中，继续利用上述实验使用的器材与材料，通过对称测量法的方式再次对物品进行测量，通过上述四个步骤的测量后可以发现，所有检测结果之间基本相同，测量出来的残差几乎为0。因此，通过该实验的验证可以说明，在对天平测量质量的线性系统误差进行解决时，对称测量法是一种效率较高的方法，应在质量监督工作中被广泛的推广。
6.结语
总而言之，质量监督工作直接关乎到民生大事，应加以重视。电子天平在使用的过程中，出现线性系统误差是难免的，为解决这一误差，可通过使用对称测量法，保证测量结果的精准度和稳定性。在今后的工作，应加大对该内容进行研究，研究出更科学的方式来解决线性系统误差，提高质量检测的质量。此外，作为电子天平检定人员，也需要树立责任意识，在使用时要注意按照规程进行操作，并做好日常的维护工作，以有效减少误差的产生，保证测量的精准度。
参考文献：
[1] 李强. 解析用天平砝码测量质量时线性系统误差存在的必然性及解决方法[J]. 商品与质量·学术观察， 2014.
[2] 谢亚卿. 天平测量结果差异的成因分析[J]. 商品与质量·学术观察， 2013（8）：90-90.
[3] 白雪琴. 用天平砝码测量质量时线性系统误差存在的必然性及解决方法[J]. 科研， 2016（12）：00284-00284.
关键词：质量监督；天平；误差；解决对策
引言
电子天平凭借其操作简单、速度稳定、读数精度高等优势，在诸多领域得到了广泛的应用。然而，在利用天平进行质量检测的过程中，不可避免地会产生一定的误差，如线性系统误差、随机误差、恒定系统误差等，其中线性系统误差尤为常见。因此，为保证测量结果的精准性，有必要对电子天平的误差进行分析和研究，并找到行之有效的减少误差的方法。基于此，本文就对关于天平测量质量过程中的线性系统误差的分析与解决对策进行分析研究。
1.质量监督中天平测量质量的意义
质量监督作为社会发展中的重要工作，在经济与社会快速发展的情况下，逐渐提高了质量监督工作的要求，依然利用以往的方式来完成质量监督工作，往往无法达到当前社会的要求。因此，必须要利用更加先进的科学技术，结合良好的监督手段，对社会中流通商品的质量进行检测，并与相关指标的对比，确定出产品中是否存在问题。这一过程中，天平测量就会起到关键的作用。产品当中的很多问题，都是能够通过质量的形式体现出来。如材料与材料之间的密度不同，如使用了劣质材料，产品的质量将会与正常产品之间存在一定差异，通过天平测量的方式，准确称量出产品的实际质量，从而确定出产品材料是否存在问题等。这样及时发现产品质量中存在的问题，避免了劣质产品进入到市场中，不仅使经济市场能够正常、合理的运行下去，而且，还不会对人民群众的生活带来影响。
2.天平测量质量法过程中线性系统误差的分析
天平作为测量质量的重要工具，对物体的质量进行测量时，如图1所示。左侧托盘中放置被测物体，右侧托盘中放置砝码。当左右两边达到平衡的状态时，就可以利用右侧砝码的质量，确定出被测物的质量。并且，根据物理学知识可知，当温度在25℃（正常室温）时，砝码质量为m0，密度为ρ0，线性膨胀系数为a0；被测物体质量为m，密度为ρ，线性膨胀系数为a。在实验的过程中，温度会不断地发生变化，其变化公式为：T=25+K（t-t0）。其中，T—室内温度（℃）；K—在时间变化的情况下，温度的梯度（℃/h），t0—温度在25℃的时间点；t—称量的时间点。
假设：实验过程中，空气不会发生变化，密度ρf固定，可以简化天平的受力情况，如图2所示。其中，G与f表示砝码所受的重力与浮力，G0与f0表示被测物所受的重力与浮力
（2）当T≠25℃时，即t≠t0。天平两侧的合理将会出现一定的变化，当两者达到平衡感时，其中砝码侧为：
其中，3a—被测物的体积膨胀系数；3a0—砝码体积膨胀系数；并且，ΔT=T-25=K（t-t0）；m'表示t≠T0时，被测物的质量。对上述两个公式整理可得：
（3）比较任意时间点与特定时间点被测物的质量差为Δ，则：
而其他m、a、ρ均为常数，所以，随着时间的变化，Δ会出现线性系统误差。当出现线性系统误差时，影响物品最终的测量结果。
3 实验结果
为了验证上述的推理，利用了1kg的天平，配置三等砝码，对400g的物体进行了测量。实验过程中，温度为（25±5）℃，湿度为55%，大气压力为101.325kPa，测量从上午8∶30开始，直到11∶30结束。并且，为提高实验的真确性，本实验共测量10次，实验结果如表1所示。从该表中可以发现，残差整体上不断地提升，表明在测量时，随着测量时间的改变，出现了线性系统误差。
4.平测量质量法过程中线性系统误差的解决对策
4.1线性系统误差的特征
在利用天平对物体称量的过程中，受到多种因素的影响，会出现一定的误差，随着时间的变化，这些误差具有递增或递减的关系，这种误差我们称其为线性系统误差，如图3所示。从该图中可以发现，在某个特定的时间点上，對应着一个大小与方向已知的恒定系统误差。而从测量总体上来说，逐渐的递增或递减。并且，将一时间点看做中心，对于该时间点对称的两个时间点来说，两者的均值与该时间点的数值基本一致，也就是，根据这一特征，可以通过相应的方法手段，将其转化为恒定系统误差，当中心时间点的误差值为0时，所得到的结果即为系统误差。
4.2对称测量法解决线性系统误差
对于线性系统误差来说，当前最主要的解决方法为对称测量法，通过该方法的加入，可以避免线性系统误差的出现。对称测量法中，主要由四个步骤构成。首先，利用被测物m，与平衡物Q平衡；其次，利用砝码m0，与平衡物Q平衡；之后，再次利用砝码m0，与平衡物Q平衡，同时，由于在平衡的股构成中，会产生线性系统误差，则m0≠m，说明在平衡中具有一定的差值Δm，即m0’=m0+Δm0。最后，再次利用被测物m，与平衡物Q平衡，并对其进行调整，直到m'=m+Δm'为止，其中，受到线性系统误差的影响，m≠m'。只要在测量的过程中，相邻两个测量时间间隔相同，即t2-t1=t3-t4时，在（t2-t1）/t2或者是（t3-t4）/2时，测量出的结果最佳，不存在线性系统误差，根据这一现象，可以得到公式：（m+m'）/2=m0+m0'，通过对该公式可以得到最终的测量结果，即：m=m0+（Δm0-Δm'）2。
利用这一结果可以作为天平测量质量的最佳结果，其中就不会存在线性系统误差的干扰，为质量检测结果提供帮助。
5.对称测量法检验
为了检测对称测量法是否能够有效解决线性系统误差，又利用实验的方法对其进行检测。在实验当中，继续利用上述实验使用的器材与材料，通过对称测量法的方式再次对物品进行测量，通过上述四个步骤的测量后可以发现，所有检测结果之间基本相同，测量出来的残差几乎为0。因此，通过该实验的验证可以说明，在对天平测量质量的线性系统误差进行解决时，对称测量法是一种效率较高的方法，应在质量监督工作中被广泛的推广。
6.结语
总而言之，质量监督工作直接关乎到民生大事，应加以重视。电子天平在使用的过程中，出现线性系统误差是难免的，为解决这一误差，可通过使用对称测量法，保证测量结果的精准度和稳定性。在今后的工作，应加大对该内容进行研究，研究出更科学的方式来解决线性系统误差，提高质量检测的质量。此外，作为电子天平检定人员，也需要树立责任意识，在使用时要注意按照规程进行操作，并做好日常的维护工作，以有效减少误差的产生，保证测量的精准度。
参考文献：
[1] 李强. 解析用天平砝码测量质量时线性系统误差存在的必然性及解决方法[J]. 商品与质量·学术观察， 2014.
[2] 谢亚卿. 天平测量结果差异的成因分析[J]. 商品与质量·学术观察， 2013（8）：90-90.
[3] 白雪琴. 用天平砝码测量质量时线性系统误差存在的必然性及解决方法[J]. 科研， 2016（12）：00284-00284.