電子天平利用電磁力平衡原理實現(xiàn)稱重，工作原理如下圖所示。稱盤加載前，天平處于初始平衡狀態(tài)。稱盤加載后，天平處于不平衡狀態(tài)，在被稱量物體的重力作用下，遮光片產(chǎn)生向下的位移，使得光敏二管D2感應(yīng)到D1發(fā)出的光，光信號經(jīng)光電檢測電路轉(zhuǎn)換為電壓信號。電壓信號通過PID調(diào)節(jié)，向動圈（可動線圈）提供一個與被稱物體的質(zhì)量m成正比的電流I。動圈在磁體的磁場作用下，將產(chǎn)生向上的力F,使遮光片向上移動。遮光片向上移動后，光電檢測電路的輸出電壓減少，PID積分環(huán)節(jié)使流經(jīng)動圈的電流I繼續(xù)增大，直至遮光片恢復(fù)到初始平衡的位置，實現(xiàn)電磁力自動補償。

    怎樣定義和計算電子天平的“zui小稱量值”

    小稱量值，也稱樣本小凈重量，在美國藥典通則1251中有明確的定義，它描述了在要求的稱量度的前提下，可以接受的樣品量下限。為了滿足要求的稱量度，當(dāng)樣本被稱量時，試樣質(zhì)量（如凈重量）等同或者大于小稱量值。小稱量值只適用于樣本凈重量，皮重或毛重除外。它可通過以下公式表示：m min = k × s RP / U

    這里k是擴展因子（通常≥2），s RP是測試砝碼不少于10次重復(fù)稱量值的標(biāo)準(zhǔn)差（比如以毫克為單位），且s RP隨不同的環(huán)境，所測算的具體值也不同，U是要求的稱量度。其中藥典規(guī)定，“稱定”時U取0.10%，“稱定”時U取1%。

    對那些稱定的物料，美國藥典通則41做了如下規(guī)定：如果重量值標(biāo)準(zhǔn)差的2倍除以砝碼值，結(jié)果不超過0.10%，那么重復(fù)性則是符合要求的。在這個條件下，以上公式可簡化為：m min = 2000 × s RP。如果得到的重復(fù)性小于0.41d，這里d是顯示分度值（規(guī)定為0.01mg），則用0.41d代替。在這個條件下，以上公式可簡化為m min = 820d。

    如何利用4Q認(rèn)證正確地選擇和使用合適的天平

    聽了這么多關(guān)于小稱量值的科普介紹，想必大家心中都已經(jīng)有了概念了，那么在此基礎(chǔ)之上，我們該如何正確地選擇和使用天平呢？其實，針對電子天平廣泛運用的制藥行業(yè)，《藥品質(zhì)量管理規(guī)范》（GMP）規(guī)定，藥品驗證應(yīng)包括廠房、設(shè)施及設(shè)備設(shè)計確認(rèn)、安裝確認(rèn)、運行確認(rèn)、性能確認(rèn)，即4Q認(rèn)證，其中設(shè)備驗證的主要程序為：

    藥品安全關(guān)系人命安危，如若4Q認(rèn)證未通過，則不能滿足GMP的強制性認(rèn)證規(guī)定，從而影響藥品安全，繼而帶來安全隱患。反觀到天平的選用上，4Q認(rèn)證細(xì)化了天平的選用法則，而其中小稱量值在運行確認(rèn)（OQ）部分中有被明確提到：

    A. 設(shè)計確認(rèn)（DQ）

    根據(jù)細(xì)化客戶的稱量需求來選擇合適的天平參數(shù)

    B. 安裝確認(rèn)（IQ）

    驗證產(chǎn)品的運輸、拆箱、初次安裝

    C. 運行確認(rèn)（OQ）

    天平的各項功能檢查，如按鍵、自動門

    測試四角、線性、重復(fù)性

    計算小稱量值

    D. 性能確認(rèn)（PQ）

    驗證產(chǎn)品符合設(shè)定的規(guī)格指標(biāo)

    用戶需要制定標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程

    建議經(jīng)培訓(xùn)的服務(wù)人員做周期性的功能和性能測試

    天平的性能取決于它安裝的設(shè)施環(huán)境，小稱量值重復(fù)性的計算隨天平在使用場所被完好安裝（安裝確認(rèn)）和運行許可（運行確認(rèn)）后的性能確認(rèn)中得出結(jié)果，且重復(fù)性決定了電子天平的小稱量值。所以大家在選擇購買天平的時候，不可一葉障目不見泰山，要結(jié)合天平的可讀性和自己稱量樣品的小值來選擇對應(yīng)的電子天平的重復(fù)性，這樣才能購買到合適的電子天平，達(dá)到事半功倍的效果。

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