天平日校有必要吗？

电子天平简介

1.1 工作原理

电子天平主要采用电磁力平衡传感器，通过电磁力与重力相平衡的原理实现称量[5]。天平秤盘与一放置于磁场中的线圈相连，秤盘上的被称量物体产生的重力，会使线圈产生大小相等且方向相反的电磁力，此时通过线圈的电流强度与被称量物体重力呈正比。通过该电流强度可以换算出物体的重量，并于电子天平面板上显示。基于其工作原理和较为复杂的内部结构，电子天平的稳定性受诸多因素的影响，这也是天平在核查时应注意的问题。

1.2 影响天平核查结果的因素

1.2.1 预热

当天平尚处于预热状态时，线圈的温度不断升高，线圈产生的电磁力和负载始终无法平衡，此时天平示值会向单方向漂移，直至天平完成预热后，示值才会趋于稳定。因此，天平在使用前必须预热，精度越高的天平，所需的预热时间也越长。据文献报道，实验室中常用的实际分度值d（即相邻两个示值之差）为0.01 mg、0.1 mg和10 mg以上的天平应分别预热12 hr、4 hr和30 min以上[6]。经常使用的天平在实验室过夜时不应切断电源，只须关闭天平的显示屏开关即可，此时天平仍处于通电状态，次日无须预热便可正常工作。如必须要切断电源的，在恢复天平工作时应严格按照说明书的要求进行预热。

1.2.2 预压

处于通电状态的天平若长时间未工作，会进入休眠状态，须对天平进行预压，以唤醒弹簧片的弹性。通常可采用接近天平最大量程的砝码或物体，重复进行加载和卸载，目的是为缩短电子天平的进程示值和回程示值间的差距，此时不需要考虑称量结果或是否回零。

1.2.3 工作环境

天平工作的适宜温度为18℃~25℃，相对湿度要求一般不超过80%，电源的电压范围为187~242 V，频率为49.0~51.0 Hz。应避免将天平放置在空气直接对流处、空调出风口和电磁场强度较高的环境中，避免阳光直射及与其他大功率的仪器共用同一个电源。

1.2.4 测量温度

待称量物体应与环境温度一致，否则会引起空气对流，影响称量结果。因此，冷藏或冷冻的样品或对照品等，一定要等其达到室温后方可称量。对于天平的核查，建议提前将砝码放置在该电子天平所在的实验房间1~2 hr，以保证温度的一致性。

1.3 最大允许误差（MPE）

最大允许误差（MPE）是天平检定和核查过程中的一个关键参数，与天平的准确度级别以及相应的载荷m有关。《中国药典》规定的“精密称取”系指称取重量准确至所取重量的千分之一，如需精密称取10 mg的样品，应采用实际分度值d为0.01 mg的电子天平。因此，药品质量控制实验室一般配备实际分度值d为0.1 mg和0.01 mg的Ⅰ级天平进行含量测定、有关物质等项目的样品称量，另需配备d≥1 mg的Ⅱ级或Ⅲ级天平进行检查和鉴别等项目的样品称量。载荷m是指加载的重量与检定分度值e之比，e由检定证书提供，一般满足d≤e≤10 d的条件。常用电子天平的最大允许误差可由查表1得出[药研公众号整理排版]。

以Mettler Toledo公司生产的XP205型电子天平为例：Ⅰ级天平；最大称量220 g；实际分度值d为0.01 mg；检定分度值e为0.1 mg，即10 d。根据表1可计算得到该天平不同MPE所对应称量范围，其中5 g和20 g为MPE的拐点所对应的称量（见表2）。

期间核查

2.1 参考标准的选择

电子天平期间核查所用的参考标准一般有三种：（1）用高一级准确度等级的经检定的砝码进行核查；（2）用性能稳定的称量物体进行核查，一般为未经检定但由实验室通过附加测量赋予参考重量的砝码；（3）与同准确度等级的天平进行比对。

2.1.1 用高准确度等级砝码进行核查

推荐药品质量控制实验室采用此方法。砝码应按照JJG99-2006《砝码检定规程》[7]进行定期检定，合格后方能使用。如某一标称质量为200 g的E2砝码，检定结果折算质量值为200.00014 g，则其折算质量修正值为0.14 mg，小于检定规程中规定的质量允差（±0.3 mg），检定合格。200.00014 g即作为该砝码的实际质量代入后续天平核查中的计算。每年对砝码定期送检，可及时在后续的核查工作中更新砝码折算质量值，并可通过检定报告发现由于实验室保存不当引起的磨损、腐蚀所造成的砝码质量的变化。根据量值传递，天平核查选用的砝码准确度等级见表3。

2.1.2 用性能稳定的称量物体进行核查

此方法可选用天平购买时附赠的砝码，省减了购置和检定高准确度等级砝码的成本。由于该砝码仅有标示值，实验室须自行对砝码的质量进行赋值。具体的方法：在天平通过检定后，立即对该砝码重复进行 ≥10次测量，计算测量的平均值，再根据天平检定证书上提供的相应载荷下的示值误差，获得该砝码的质量参考值，在后续的核查中即采用此质量参考值代入计算[8]。此方法虽然成本较低，但应注意以下几点潜在的风险：（1）砝码的质量参考值系由天平赋值，根据量值传递，此砝码的准确度等级较低，误差较大，在后续的期间核查时须充分考虑检定时的环境条件，尽量避免由于环境的变化引起的称量误差；（2）砝码自身未经检定，须靠每次天平检定后立即重新进行赋值，则该砝码的磨损、腐蚀情况不容易被发现，若两次检定后对砝码的赋值结果差异较大，应停止使用该砝码，查找原因。

2.1.3 用同准确度等级的天平进行比对

此方法多用来核查两台天平的一致性。对于两台可以溯源到同一计量标准的天平，可以由同一人员在测量条件相同的条件下，用同一检测对象（如经检定的砝码或经实验室赋值的砝码）各进行≥10次测量，按公式（1）判定：式中：y1和y2分别为天平1和天平2的测量平均值；U1和U2分别为天平1和天平2测量值的扩展不确定度，k=2。

此方法操作比第一种方法繁琐，如采用未经检定的砝码，也须由实验室自行赋值，仍须考虑潜在的风险。

2.2 核查项目的选择

参照电子天平检定规程，一般选择重复性和示值误差两个项目进行期间核查。

2.2.1 重复性

选择80%~100%最大秤量的单个砝码，重复测量≥6次，多次测量结果之间的差值，不得超过电子天平在该载荷下的最大允许误差的绝对值∣MPE∣。以XP205型电子天平为例，可选择标称质量为200 g的E2砝码进行重复性测定，测量过程中每次加载前可置零，重复性核查示例见表4。

2.2.2 示值误差

根据电子天平计量专业人员总结的经验，如果天平示值误差核查不通过，则该天平80%~100%最大秤量的示值误差必然不符合要求[6]，因此该载荷点的示值误差结果有一定的代表性。核查时，从零载荷起，逐渐往上加砝码，直至天平最大秤量的80%~100%，然后逐渐往下卸载，直到零载荷为止，测量过程中加载前不可置零。测量点数应≥6点，试验载荷应包括空载、最小秤量、MPE转换点附近对应的载荷和最大秤量。仍以XP205型电子天平为例，测量点应选零载荷、最小秤量10 mg、MPE转换点5 g和20 g附近、最大秤量180 g~220 g范围中的某一点。第六个测量推荐选取此天平常用的称量，如100 mg。在加载过程中，砝码应依次放上秤盘，多个砝码应均匀放置在秤盘中心位置。除零载外，每个载荷点可能由一个或一组砝码构成。在加载和卸载过程中，任一载荷点的测量读数与相对应砝码（组）的质量折算值（和）的差即为示值误差，结果均不得大于天平在相应载荷时的∣MPE∣。

日常核查

电子天平在每天首次使用前，应由专人进行日常核查。日常核查的判断依据均同期间核查，但所选用的项目和砝码个数均可在期间核查的基础上简化。带内校功能的天平应首先启动天平内部自动校准，内校通过后，再用砝码测定示值误差，应不得过天平在该载荷点下的∣MPE∣。

对于Ⅰ级天平，可选择两个重量范围的砝码：（1）用80%~100%最大秤量的单个砝码，用其示值误差结果可大致判断出整个量程的示值误差是否符合要求；（2）接近常用最小秤量的单个砝码。对于Ⅱ级或Ⅲ级天平，则仅选择80%~100%最大秤量的单个砝码即可。取单个砝码可避免多个砝码引起的误差的叠加。以XP205天平为例，日常核查可分别取200 g和20 mg的E2砝码称量，将测得值与相应的砝码折算质量值相减，若结果的绝对值分别不大于0.15 mg和0.05 mg，则核查通过。日常核查一般不需要核查天平的重复性，每个砝码仅需进行一次称量即可。

讨论

1）当天平期间核查不通过时，应立即停止使用，同时对最近一次检定或核查后用此天平开展的检测工作进行追溯，并评估其影响。天平须经重新检定，或经维修后达到检定规程的技术要求后，方能重新开始工作。

2）当日常核查的结果不符合要求时，也应立即停止使用，组织技术人员比较前一段时间日常核查的数据，并查找原因。若80%~100%最大秤量的单个砝码的示值误差结果不符合要求，可以根据天平的实际称量范围，取适当重量的单个砝码进行称量，计算示值误差。若示值误差的绝对值不大于天平在此载荷点下的∣MPE∣，则可以取该砝码的重量作为后续检测工作的最高称量点，应及时做好变更记录，并在天平上显著位置标示修改后的称量范围[药研公众号整理排版]。

3）对天平进行日常核查，可以最大程度地简化由于天平未通过检定或期间核查而导致的对实验室相关检测数据的追溯，减小对检测结果的影响，降低实验室的风险和成本，更有效地维护和保障实验室自身和客户的利益。电子天平期间核查以及日常核查均为实验室量值溯源的重要组成部分，作为药品质量控制实验室，在质量管理过程中应重视这两项核查工作，将其作为保证检测结果准确性的有力武器。