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砝码

2026-07-27

砝码产品白皮书

一、产品简介

砝码（Weights）是质量计量领域中最基本、最核心的标准量具，在量值传递体系中处于不可替代的基础地位。作为质量单位的实物载体，砝码通过与其他质量计量器具（如天平、电子秤、台秤等）进行比较，实现质量量值的逐级传递和溯源。从微观层面的精密化学分析到宏观层面的贸易结算称重，一切质量计量活动的准确性和溯源性都最终建立在砝码的标准量值基础之上。

示意图：砝码

我国的质量量值溯源体系以国际单位制（SI）中质量单位千克（kg）为基准，通过国际千克原器到国家千克基准到各级标准砝码再到工作计量器具的递阶溯源链，实现全国范围内的质量量值统一。砝码根据其在量值传递链中的位置和自身精度等级，分为标准砝码（用于检定和校准下级砝码和计量器具）和工作砝码（用于日常称量操作中校准和校验计量器具）。

二、砝码等级分类

2.1 国际与国家标准分类体系

砝码的等级划分遵循OIML R111国际建议和我国JJG 99-2022《砝码》国家计量检定规程的标准分类体系。砝码从高到低分为九个精度等级：

E1等级砝码：质量计量体系的最高等级标准砝码，允许误差在毫克级到微克级之间。用于检定和校准E2等级及以下砝码以及高精度分析天平。对材质、加工精度、表面状态和磁化率的要求极为严格，通常由国家计量院（如中国计量科学研究院NIM）负责保存和维护。

E2等级砝码：次级计量标准砝码，用于检定和校准F1等级砝码以及高精度分析天平的计量性能。常用于参考实验室和省级计量技术机构的日常量值传递工作。

F1等级砝码：传递标准级别砝码，用于检定和校准F2等级砝码及精密电子天平的计量性能。是被市场广泛采用的较高等级标准砝码。

F2等级砝码：工作标准级别砝码，用于检定和校准M1等级砝码以及普通电子天平和精密台秤等。是地市级计量机构和工厂实验室最常用的标准砝码等级。

M1、M2、M3等级砝码：工作级砝码，用于各称量仪器和天平在日常使用中的校准与性能核查。M1砝码用于普通工业天平和电子秤的校准，M2和M3砝码则用于大型台秤、地磅和料斗秤等大称量设备的日常校验。

三、砝码材质与制造工艺

3.1 常用材质

不锈钢砝码（高等级）：E1至F2等级砝码的标准材质。采用奥氏体不锈钢（如1Cr18Ni9Ti或SUS304）精密加工制造，具有优异的抗腐蚀性能和稳定的物理化学性能。磁化率通常要求小于0.001至0.01。经过精密研磨、动态平衡调试和退火处理，表面光洁度Ra不超过0.4微米。

铸铁砝码（中低等级）：M1至M3等级砝码常用的材质。采用优质灰口铸铁（HT150至HT250）铸造而成，经过时效处理消除铸造内应力。成本低、可铸造任意形状和规格，适合大质量等级（5kg以上至1000kg以上）的批量生产。表面经过防锈喷涂处理。

锁紧式砝码（调节砝码）：特殊设计的可调节式结构砝码。本体上设有调节腔，腔内装有铅粒或高密度合金等调节材料，可以通过增减调节腔内的材料质量对砝码的实际质量进行微调，使其满足目标等级所允许的质量公差范围。

3.2 制造工艺

高等级砝码的制造和校准流程包括高精度车削加工和研磨抛光、精密退火消除残余应力、超声波清洗和去磁处理、动态平衡调整、采用高精度质量比较仪与上级标准砝码进行精密的比对测量获得最终标称质量值。高品质不锈钢砝码的十年质量变化量应小于其允许误差的三分之一。

四、技术参数

各级砝码允差典型值

E1级：1mg砝码正负0.003mg，1g正负0.01mg，100g正负0.05mg，1kg正负0.10mg；E2级：1mg正负0.003mg，1g正负0.02mg，100g正负0.10mg，1kg正负0.20mg；F1级：1g正负0.04mg，100g正负0.20mg，1kg正负0.50mg；F2级：1g正负0.06mg，100g正负0.6mg，1kg正负1.5mg；M1级：1g正负0.5mg，1kg正负10mg；M2级：1kg正负30mg；M3级：1kg正负100mg。

物理特性要求

磁化率要求：E1级不超过0.02，E2级不超过0.05，F1级不超过0.2，F2级不超过0.6；表面粗糙度：E1级不超过0.2微米，E2级不超过0.4微米；表面维氏硬度HV大于等于200；标准砝码通常加工为带提钮的截头圆锥体或柱体形状（1kg以下为片状/线状/环状）。

五、用途与适用范围

（1）天平校准与计量检定：砝码最核心的用途是对各类天平和衡器进行校准和计量检定，确保称量结果准确可靠。分析天平用E1/F1级砝码校准，精密天平用F1/F2级砝码校准，电子秤/台秤用M1/F2级砝码校准，大型衡器/地磅用M1至M3等级大砝码组校准。

（2）量值传递：砝码作为质量量值传递的实物标准载体，用于从国家基准到各级计量标准再到工作用计量器具的逐级量值传递。从国家千克基准最终延伸到公平秤之间保持着全程可溯源的传递通路。

（3）实验室标准：在化学分析和材料分析实验室中，砝码是核心的参考标准之一。按照ISO/IEC 17025《检测和校准实验室能力的通用要求》，砝码作为关键参考标准必须纳入实验室的计量溯源管理。

（4）工业生产质量控制：GMP管理的药企投料岗位和称量工位日常使用砝码对台秤进行偏差核实。食品加工行业中砝码用于包装定量设备实际装量的日常校准。贵金属行业中砝码是检验金条重量和钻石克拉质量的可靠标准。

（5）教育与研究：各类砝码是物理学教学和高校分析基础称量操作实训不可缺少的教具。教学砝码套件通常按M1或M2等级标准提供全套质量组合规格。

六、选型指南与维护管理

选型要素：根据被校计量器具的精度等级和分度值选择对应等级的砝码（黄金法则——用于校准的砝码允许误差应不大于被校仪器最大允许误差的三分之一至五分之一）。高等级（E1至F2）应选用不锈钢材质，大质量低精度（M1至M3）可采用铸铁砝码以控制成本。标准砝码组通常包含1mg至1kg或1g至10kg按标准组合配置（如1、1、2、5的十进制组合序列）。砝码作为计量标准器具要求厂家提供正规的出厂校准证书或法定检定机构的检定证书。

使用与维护规范：高等级砝码必须使用专用砝码镊子或专用手套取放（禁止用手直接接触砝码表面），并放置于专用砝码盒中保存防止划伤和污染。砝码应存放在恒温恒湿环境中（建议温度20摄氏度正负2摄氏度、湿度40%至60%RH），避免阳光直射和温度突变。砝码表面应保持清洁，清洁应使用无水乙醇或丙酮，清洗后需充分干燥到室温后方可使用。

检定周期：E1至E2级砝码建议每2年送检，F1至F2级建议每1至2年送检，M级可根据实际使用情况确定但不应超过3年。

配套服务：砝码出厂校准——制造商对新生产的砝码逐只与上级标准比对得出实际质量值和测量不确定度，出具出厂校准证书。砝码检定——法定计量检定机构按照JJG 99-2022规程进行符合性判定，合格的出具检定合格证书。日常性能核查——计量室对运行中的标准砝码进行定期核查（建议每季度至少一次），内容包括外观检查（有无显著损伤、锈蚀、污染）和质量检查（与同等级标准砝码比对确认质量变化是否在允许范围内）。