离心机转速计量检测的研究

该检测方法的转速相对扩展不确定度，对每个测定点重复 10 次测量，并记录数据：
标称值 1000 4000 7000 10000 13000
N1 1001 3999 7000 9999 13000
N2 1000 4000 7000 10000 13000
N3 1002 4000 7001 10001 13001
由于国家没有制订针对离心机专有的校准规程，所以按照离心机的工作原理，可以参 照《JJG326-2006 转速标准装置检定规程》对离心机进行计量检定。 2．测量环境
测量环境温度： 20℃
相对湿度约为 55﹪
3．检测工具
本次检定过程使用 FLUKE 公司生产的 931 型组合式转速计。
光学非接触式测量量程
N4 1001 4000 7000 10000 13001
N5 1000 4001 7000 10000 13000
N6 1000 4000 7000 10001 13000
N7 1000 4000 7000 10002 13000
N8 1002 4001 7001 10000 13000
N9 1001 4000 7000 10000 13001
1 致 99999 转/分
接触式计量量程
1 至 19999 转/分
精度
±0.02%读数
为了确保检定过程的安全有效，应至少有两名或两名以上有资质的检定人员参与检定
过程。在检定前应检查转速表是否能够正常运行，并准备扳手、螺丝刀、剪刀等必要的维修
工具，以备在检定过程中对离心机进行必要的拆卸或简单的维修。
三．检测方法：
-4000 4003
13000 13000 2480 2490 2480 2495 9000 9180
--9000 9184 1490 1494 ----10000 9996 10000 10000 10000 10000 ---------------
--2980 2991 2970 3003 11000 11188 --11000 11188 2980 2992 ----13000 13000 --13000 13000 ---------------
为检定点不定系差的相对误差表示的标准不确定度；
为检定点平均值的相对标准不确定度； U 为检定点的转速测量相对扩展不确定度；
为检定点的标称转速
K 为置信系数，k=3。
经过计算，得到最终结果，假设检测值为 N1：
标称值
1000
4000
（r/min）
测量值
1001
3999
（r/min）
扩展不确定度
7000 7000
一．概述： 离心机是利用离心力，分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械。
离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开；或将乳浊液中两种密度不同，又互不相 溶的液体分开；它也可用于排除湿固体中的液体；特殊的超速管式分离机还可分离不同密度 的气体混合物；利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，有的沉降离 心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。离心机现已广泛应用于生物学、临床医学、检 验医学、生物化学等实验室中,因其是样本检测前处理过程中重要的处理步骤,离心机的转速 直接影响到检验结果，所以，有必要对离心机进行定期检定，确保其离心精度。 二．检测条件及工具： 1．测量依据：
式中： n 为转速检测值；
为检定点的标称转速。
Y1 标称值(转/分) Y1 检测值(转/分)
转速误差率
1000 1001 0.1%
4000 3999 -0.1%
7000 7000
0
（式 1）
10000 9999 -0.1%
13000 13000
0
2． 检测数据：（单位：转/分钟）
使用转速计对选定的常用转速点进行测量，测量显示时间在 3s 至 10s 之间，为了分析
1000 1001 2480 2490 2480 2495 1000 1022 1000 1012 1000 1023 790 795 3000 3001 1000 1000 2000 1994 2000 2003 1000 1002 1500 1465 1500 1466 1000 1014 1000 1010 1000 1008 1000 949.4 1000 1001
------13000 13182 --13000 13180 ---------------------------
五．检测结果分析： 1． 转速误差率：
转速误差率是衡量离心机转速精度的简单指标，其范围一般以厂家出厂标准为参考，若 误差率超出厂家标准值就应进行维修或校准。 转速误差率 A 计算：
N 10 1000 4000 7000 10000 13000
3． 检定点 10 次检定值的平均值：
N
∑ ni
n = i=1 N
式 1 中: n i 为检定点转速 10 次检定值，r/min;
（式 1）
N 为检定点的测量次数。
标称值
1000
4000
7000
10000
13000
n
1000.7
4000.1
1． 在检定前应对离心机生产厂家、仪器型号、转速范围、出厂编号等相关信息进行记录，
以便之后对检定结果的查询与分析。
2． 在开始检测前应合理选择被检离心机的检测点，选择检测点时应首先选取被测离心机
最大转速，然后应选择使用者较常用的转速，最后按照线性原则选择其余检测点，检测点应
大于 3 点并尽可能多，保证结果的准确性。
7000.2
10000.3
13000.3
4． 为了评价本次检测方法示值的不确定程度，需要计算每个检定点的扩展不确定度：
σN =
N
∑ (ni − n)2
i =1
N −1
（式 2）
式中：
σa
=
n
− n0 3n0
× 100%
σb =
σ N ×100% N n0
U = k σa2 +σb2
为检定点 10 次转速测量值的标准不确定度；
Байду номын сангаас
口，这种离心机只要在能经过该窗口下方的任意转动臂上粘贴反射记号即可。但也有许多离
心机制造厂商没有设计窗口，为了能够达到检测的目的，又必须确保检测人员的安全，对于
小容量无窗口离心机可以制作一块较厚，并可以覆盖离心机仓口的有机玻璃片，此时反射记
号可以粘贴在方便照射的任意转动位置，在检测时必须同时有两人压住有机玻璃板，保证检
测过程的安全性；若无窗口离心机为大容量离心机，则为保证安全，不能在开上盖的情况下
检测，如有必要，可拆开仪器，若能够暴露转动轴下端，也可将反射记号贴在转动轴下方进
行检测，若仍无法暴露转动轴，最好要求原厂家检测，或送专业检测机构进行检测。
四．检定结果：
Y1 标称值(转/分) Y1 检测值(转/分) Y2 标称值(转/分) Y2 检测值(转/分) Y3 标称值(转/分) Y3 检测值(转/分) Y4 标称值(转/分) Y4 检测值(转/分) Y5 标称值(转/分) Y5 检测值(转/分) Y6 标称值(转/分) Y6 检测值(转/分) Y7 标称值(转/分) Y7 检测值(转/分) Y8 标称值(转/分) Y8 检测值(转/分) Y9 标称值(转/分) Y9 检测值(转/分) Y10 标称值(转/分) Y10 检测值(转/分) Y11 标称值(转/分) Y11 检测值(转/分) Y12 标称值(转/分) Y12 检测值(转/分) Y13 标称值(转/分) Y13 检测值(转/分) Y14 标称值(转/分) Y14 检测值(转/分) Y15 标称值(转/分) Y15 检测值(转/分) Y16 标称值(转/分) Y16 检测值(转/分) Y17 标称值(转/分) Y17 检测值(转/分) Y18 标称值(转/分) Y18 检测值(转/分) Y19 标称值(转/分) Y19 检测值(转/分)
10000 9999
（式 3） （式 4） （式 5）
13000 13000
六．小结： 通过参照《JJG326-2006 转速标准装置检定规程》，总结对不同离心机转速的检测方案，
并通过检测结果的分析，对离心机转速精度以及检测方案的扩展不确定度进行评价，为离心 机转速精度检测给出合理方案。
射光线会通过透镜投射到光敏元件上，反射式光电转速传感器即可发出一个脉冲信号，而当
反射光线随转轴转动到另一位置时，反射率变小光线变弱，光敏元件无法感应，即不会发出
脉冲信号。
所以在检测前还应在离心机转动臂或轴上选择合适的位置粘贴反射记号，粘贴的位置应
为转速表最容易照射到的位置。通常离心机生产厂商在离心机盖上设计一个透明有机玻璃窗
10000 9999 2980 2992 2970 3002 7000 7162 4000 4023 7000 7163 790 795 13000 13001 4000 4001 8000 7997 8000 8002 6000 6000 3000 2889 3000 2888 4000 4017 4000 4017 ----
7000 7000 2480 2491 2480 2495 5000 5123 3000 3018 5000 5126 2980 2992 10000 9999 3000 3000 6000 5996 6000 6001 4000 4000 2500 2423 2500 2415 3000 3018 3000 3015 3000 3021 3000 2830 3000 3000
4000 3999 2980 2991 2970 3003 3000 3078 2000 2018 3000 3082 1490 1493 6000 6000 2000 2001 4000 3997 4000 4002 2000 2001 2000 1935 2000 1942 2000 2019 2000 2026 2000 2017 2000 1886 2000 2002
3． FLUKE 公司型号为 931 的组合式转速表是通过在被测量转轴上设定反射记号，而后获
得光线反射信号来完成物体转速测量的。反射式光电转速传感器的光源会对被测转轴发出光
线，光线透过透镜和半透膜入射到被测转轴上，而当被测转轴转动时，反射记号对光线的反
射率就会发生变化。反射式光电转速传感器内装有光敏元件，当转轴转动反射率增大时，反
离心机转速计量检测的研究
Reseach on the metrology of the revolution speed of the centrifuge
赵毅峰 李维嘉 钱建国 复旦大学附属华山医院 上海 200040
摘要：离心机现已广泛应用于生物学、临床医学、检验医学、生物化学等实验室中,因其是 样本检测前处理过程中重要的处理步骤,离心机的转速直接影响到检验结果。为了能够对离 心机的转速进行测量及评价，本文参照《JJG326-2006 转速标准装置检定规程》，使用 FLUKE 公司型号为 931 的组合式转速表对离心机进行检测，通过对不同离心机的检测，总结检测方 法，并对检测结果进行分析，对离心机的精度进行合理评价。 关键词：离心机 检测 转速 Abstract：Centrifuges are now widely used in biology, clinical medicine, laboratory medicine, biochemistry laboratory. The merits of the centrifuge has direct impact on test results because it’s an important processing step before sample pre-treatment process. In order to measure and evaluate the speed of the centrifuge, this article refers to "JJG326-2006 speed verification of standard installation regulations," in which model 931 modular speed table from FLUKE is being used to test the centrifuge. Through the different centrifuge tests, sum the test methods, analyze the test results and assess the accuracy of centrifuges.