機(jī)械分析天平適用范圍、原理、使用方法、維保及維修全知識(shí)
適用范圍：該天平適用于工礦企業(yè)，科學(xué)研究機(jī)構(gòu)化驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室作精密衡量分析測(cè)定。特點(diǎn)：
▲傳統(tǒng)產(chǎn)品，質(zhì)量穩(wěn)定。
▲采用空氣阻尼，停點(diǎn)迅速。
▲機(jī)械加碼，操作方便。
▲價(jià)格實(shí)惠，使用廣泛。
機(jī)械分析天平維護(hù)與保養(yǎng)：
▲將天平置于穩(wěn)定的工作臺(tái)上避免振動(dòng)、氣流及陽(yáng)光照射。
▲在使用前調(diào)整水平儀氣泡至中間位置。
▲天平應(yīng)按說(shuō)明書(shū)的要求進(jìn)行預(yù)熱。
▲稱(chēng)量易揮發(fā)和具有腐蝕性的物品時(shí)，要盛放在密閉的容器中，以免腐蝕和損壞天平。
▲經(jīng)常對(duì)天平進(jìn)行自?；蚨ㄆ谕庑?，保證其處于佳狀態(tài)。
▲如果天平出現(xiàn)故障應(yīng)及時(shí)檢修，不可帶“病”工作。
▲操作天平不可過(guò)載使用以免損壞天平。
▲若長(zhǎng)期不用天平時(shí)應(yīng)暫時(shí)收藏為好。
機(jī)械分析天平計(jì)量原理：
天平計(jì)量原理基于杠桿原理，深層解釋是一個(gè)杠桿加上一個(gè)力矩?，F(xiàn)以200g / 0.1mg 光電分析天平為例進(jìn)行說(shuō)明。
▲靈敏度
靈敏度是以一側(cè)邊刀上的增重與橫梁偏轉(zhuǎn)角之間關(guān)系定義的，同樣的偏轉(zhuǎn)角需要的增重越小表示靈敏度越高。
橫梁越輕，橫梁重心與中刀刃距離越近，則同樣偏轉(zhuǎn)角產(chǎn)生的重心力矩越小，需要與之平衡的邊刀上的增重越小，所以靈敏度越高。
橫梁上設(shè)有可上下移動(dòng)的重心調(diào)節(jié)球，用來(lái)改變橫梁重心位置，以備調(diào)節(jié)靈敏度到正確值。靈敏度要與微分標(biāo)尺配合，不能高也不能低。
▲三刀直線性
由于盤(pán)中載物重量變化范圍很大，以致總體合成重心不固定，靈敏度不固定。改善的方法是使三個(gè)刀刃在一條直線上，也稱(chēng)平線。平線下，影響靈敏度的重心只有橫梁重心，與其它重量無(wú)關(guān)。
平線且有二盤(pán)載物時(shí)，把二盤(pán)載物相差重量分出來(lái)看成與偏轉(zhuǎn)角相抵，二盤(pán)載物剩余重量的合成重心就在支點(diǎn)上不再對(duì)橫梁產(chǎn)生扭力。同樣，懸掛系統(tǒng)也不再產(chǎn)生扭力。所以起作用的重心仍然是橫梁本身的重心，與邊刀受力無(wú)關(guān)。
從另一角度看，懸掛系統(tǒng)和盤(pán)中載物的介入，雖然改變了總體重心，但是在平線且拋開(kāi)左右差重前提下，重心力增加的倍數(shù)與重心到支點(diǎn)距離減小的倍數(shù)恰好相等，進(jìn)而推出同樣偏轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的恢復(fù)力矩并沒(méi)改變，可以說(shuō)起作用的重心還是介入前橫梁本身的重心。此結(jié)論與上面一樣。 橫梁自身左右重量的些微不對(duì)稱(chēng)，由兩邊懸掛系統(tǒng)的重量差和專(zhuān)設(shè)的兩個(gè)平衡它移位來(lái)補(bǔ)償，以保證空盤(pán)零點(diǎn)在0附近。嚴(yán)格地講，平線時(shí)真正起作用的橫梁重心包括這些補(bǔ)償重量，雖然補(bǔ)償量很小。
▲線形刀刃
杠桿原理已抽象成平面圖，而實(shí)物是立體的，支點(diǎn)、力點(diǎn)變成了線形刀刃，就增加了天平的復(fù)雜性。中刀應(yīng)垂直于橫梁，邊刀平行于中刀（邊刀刃前后角一致），有此基礎(chǔ)才可言三刀直線性和等臂性，為此在邊刀盒上設(shè)置了各向調(diào)節(jié)螺釘。
▲一個(gè)杠桿
天平橫梁和鑲嵌的三個(gè)刀子構(gòu)成一個(gè)等臂杠桿，中刀為支點(diǎn)，兩個(gè)邊刀為力點(diǎn)。如果把橫梁看成是沒(méi)有重量的剛性絲，根據(jù)杠桿平衡原理，施于橫梁兩端的二力相等時(shí)杠桿平衡，橫梁停位可呈任何角度；兩端二力不等時(shí)，橫梁豎起，重端在下。如此只能比較二力大小，差多少并不知道，無(wú)法精確計(jì)量。
▲一個(gè)力矩
實(shí)際的天平橫梁并非極細(xì)的桿，本身有重量，還有懸掛系統(tǒng)和盤(pán)中載物的重量作用在二邊刀上，這樣就存在一個(gè)總體合成重心。設(shè)起初天平重心在支點(diǎn)下方處于平衡，如果給一側(cè)加重，將迫使橫梁偏轉(zhuǎn)，重心偏離下方，產(chǎn)生恢復(fù)力矩，而且偏轉(zhuǎn)越多恢復(fù)力矩越大，直到再次平衡為止，產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)角代表了加重值，相當(dāng)?shù)馁|(zhì)量直接顯示在微分標(biāo)尺上。
被稱(chēng)物體的質(zhì)量等于砝碼質(zhì)量加上微分標(biāo)尺顯示的質(zhì)量。
重心出現(xiàn)，力矩出現(xiàn)，天平穩(wěn)態(tài)出現(xiàn)，這比單一杠桿發(fā)生了很大變化。
機(jī)械分析天平檢定：
天平計(jì)量性能檢定通常有四項(xiàng)——穩(wěn)定性、靈敏性、正確性和不變性，并規(guī)定了成套檢定程序。下面是按天平原理給出的單項(xiàng)檢定方法，便于使用者自查，隨時(shí)查一項(xiàng)或多項(xiàng)，保持稱(chēng)量準(zhǔn)確。
▲穩(wěn)定性檢定
穩(wěn)定性指平衡受到擾動(dòng)后仍能回到原來(lái)平衡位置的能力。有的天平示值出現(xiàn)容易察覺(jué)的微動(dòng)，即便幅值比一個(gè)分度小得多，也應(yīng)判定有問(wèn)題；直觀感覺(jué)停點(diǎn)穩(wěn)定，示值容易讀出，就是好的。
▲空盤(pán)靈敏度檢定
先測(cè)定天平零點(diǎn)，然后在一盤(pán)加10 mg砝碼，指針應(yīng)擺動(dòng)100（±1）分度。如果標(biāo)尺不夠用，事先調(diào)零點(diǎn)到合適位置。 靈敏度檢定就是檢查里外相符，里是微分標(biāo)尺，外是砝碼。砝碼是標(biāo)準(zhǔn)；微分標(biāo)尺是代砝碼，要用砝碼校正。
▲重盤(pán)靈敏度檢定
左、右盤(pán)各加一個(gè)200 g對(duì)等砝碼（成對(duì)砝碼，質(zhì)量接近為好），測(cè)出重盤(pán)零點(diǎn)，再用10 mg砝碼測(cè)靈敏度，應(yīng)為100（±1）分度。
這是三刀線性的檢查，如果重盤(pán)靈敏度比空盤(pán)低，說(shuō)明邊刀連線低于中刀，也稱(chēng)離線，反之為吃線。
▲等臂性檢定
先測(cè)定天平空盤(pán)零點(diǎn)。然后在左、右盤(pán)各加一個(gè)200 g對(duì)等砝碼，測(cè)出平衡值；交換砝碼，再測(cè)平衡值；二平衡值（包括符號(hào)）相加再除以2便得中值。將中值與空盤(pán)零點(diǎn)作比較，不應(yīng)超過(guò)9分度，越小越好。
交換砝碼發(fā)生平衡值改變是由砝碼質(zhì)量不等帶來(lái)的；中值與空盤(pán)零點(diǎn)的差值是由二臂不等（偏差）帶來(lái)的。
▲示值不變性檢定
示值不變性指在相同情況下多次測(cè)量同一物體，所得測(cè)定結(jié)果的一致性。具體做法是，多次開(kāi)啟天平交替稱(chēng)量空盤(pán)和全載，每次測(cè)量的各自結(jié)果應(yīng)該不變。實(shí)際上每次測(cè)量總有微小差別，但不能改變讀數(shù)。
其中零點(diǎn)不變性適合經(jīng)常檢查，每稱(chēng)完一次試樣或其它，檢查零點(diǎn)，應(yīng)與稱(chēng)前零點(diǎn)一樣。
機(jī)械分析天平使用方法：
▲使用前先觀察天平頂部橫梁后的氣泡是否位于圓圈中央以檢查天平是否水平。若不在圈中央，則需要調(diào)節(jié)天平兩只前腳（左右腳）下的旋鈕使氣泡位于圓圈中央。
▲檢查天平橫梁兩端的吊耳是否掛好。
▲檢查砝碼指數(shù)盤(pán)是否都位于零位。
▲打開(kāi)天平開(kāi)關(guān)旋鈕，調(diào)節(jié)天平底部的撥桿使游標(biāo)位于0位。
▲0點(diǎn)調(diào)好后，先用粗天平估秤盛放物質(zhì)的容器的量。
▲將估稱(chēng)過(guò)的容器放入左側(cè)秤盤(pán)中央，在右秤盤(pán)中央再將估秤量用分析天平砝碼放入，然后緩慢半開(kāi)天平，觀察屏幕指示顯示是否位于可讀刻度范圍內(nèi)。若不在可讀范圍內(nèi)可增減環(huán)碼。注意增減砝碼必須在天平關(guān)閉時(shí)進(jìn)行。然后記錄容器的質(zhì)量。如容器精確稱(chēng)量為5.78231克，若需秤15.2348克物質(zhì)，則使右盤(pán)中的砝碼及環(huán)碼總重量為5.78231 15.2348=21.01711。
▲在天平關(guān)閉期間給左盤(pán)容器添加物質(zhì)后，打開(kāi)天平開(kāi)關(guān)旋鈕，觀察指針是否位于21.01711刻度處。注意添加減少物質(zhì)或砝碼時(shí)，應(yīng)在天平關(guān)閉時(shí)進(jìn)行。
▲稱(chēng)量取下物品及砝碼環(huán)碼刻度為0。
機(jī)械分析天平小修理：
使用中的天平，有時(shí)需要進(jìn)行橫梁以外部分的檢查和調(diào)修（小修理），介紹如下。
▲光學(xué)讀數(shù)系統(tǒng)
光路不正常，用紙板條臨時(shí)夾在底盤(pán)下的電開(kāi)關(guān)處使燈長(zhǎng)明。把一小塊透亮兒白紙放到聚光管出光處，調(diào)節(jié)燈頭位置使紙上的光點(diǎn)呈圓、亮、較大；撤去白紙調(diào)節(jié)兩個(gè)平面反光鏡使投影屏明亮；調(diào)節(jié)物鏡筒使讀數(shù)清晰。后開(kāi)啟天平檢查，微分標(biāo)尺圖像應(yīng)水平并處在投影屏上下居中。
▲阻尼器
內(nèi)外阻尼盒四周間隙是否一致的檢查方法：確認(rèn)天平處于水平位置；去掉盤(pán)托；掛有盤(pán)子情況下觀察內(nèi)外盒上部一圈間隙要均勻；用手向下按內(nèi)盒頂部的一邊使內(nèi)盒歪斜至下部觸碰外盒時(shí)，感覺(jué)到的下部間隙與用同樣方法判斷的對(duì)面間隙要相等；再檢查垂直方向下部間隙對(duì)面也要相等。
間隙不等時(shí)調(diào)轉(zhuǎn)內(nèi)盒方向試一下，無(wú)效再調(diào)節(jié)外盒位置。還無(wú)效去掉外盒觀察內(nèi)盒懸掛是否歪斜，如是可調(diào)整吊環(huán)使內(nèi)盒上平側(cè)直。裝上外盒確認(rèn)外盒也平直，再調(diào)節(jié)外盒位置使內(nèi)外盒間隙相等。
間隙正常仍有擦碰，取出內(nèi)盒擦拭并迎光照看表面有無(wú)纖維附著。
▲刀縫
直觀檢查每個(gè)刀縫自身平行，兩個(gè)邊刀縫相等，邊刀縫較小，中刀縫略大。
去掉盤(pán)托，緩慢打開(kāi)升降扭。在橫梁下落過(guò)程中，觀察兩個(gè)邊刀縫應(yīng)同時(shí)消失，隨后中刀縫消失，同一刀縫的前后角也要同時(shí)消失。中刀接觸刀承時(shí)刻從天平一側(cè)觀察，指針下端不應(yīng)前后跳動(dòng)，表示中刀縫前后角完全一致。長(zhǎng)明燈下觀察，橫梁下落前微分標(biāo)尺的0刻度應(yīng)在屏幕左右居中；下落過(guò)程中微分標(biāo)尺不得晃動(dòng)，平穩(wěn)過(guò)渡到自由擺動(dòng)。
刀縫不符合要求，先調(diào)中刀縫。摘下左右懸掛系統(tǒng)，調(diào)節(jié)支撐橫梁用的支力銷(xiāo)使中刀縫大小合適，指針不跳，微分標(biāo)尺0刻度居中，橫梁水平。然后調(diào)節(jié)邊刀縫，查看每個(gè)邊刀刃與其前后兩個(gè)支力銷(xiāo)若在一條直線上，開(kāi)啟天平后吊耳（掛有內(nèi)阻尼盒和盤(pán)子）就不會(huì)傾斜；若吊耳落下還是傾斜，只好向另一側(cè)移動(dòng)支力銷(xiāo)；若邊刀縫大小不合適，上下調(diào)節(jié)支力銷(xiāo)。
▲機(jī)械加碼裝置
熟悉加碼裝置的正常狀態(tài)是必要的。
加碼桿、加碼勾、承碼架，各自排列一致無(wú)歪斜成一整體，相互之間平行。
加碼勾上下位置——加碼架掛有一部分掛碼情況下開(kāi)啟天平在微分標(biāo)尺范圍內(nèi)自由擺動(dòng)時(shí)，擺動(dòng)部分與固定部分無(wú)碰觸，并在可擺區(qū)間取中；左右位置——勾落下后承碼架應(yīng)該在每一對(duì)勾的正中間；前后位置——從天平一側(cè)觀察，勾在上下移動(dòng)時(shí)每一對(duì)勾的兩個(gè)掛碼點(diǎn)的連線應(yīng)正交經(jīng)過(guò)架的相應(yīng)凹槽。
▲盤(pán)托
盤(pán)托是防止盤(pán)子擺動(dòng)的裝置，托盤(pán)力要調(diào)到盡量小，其實(shí)很難調(diào)到好，空盤(pán)和重盤(pán)同時(shí)調(diào)好就更難。關(guān)閉的天平，有了盤(pán)托確實(shí)不再擺動(dòng)，但是不能保證懸掛系統(tǒng)處于獨(dú)立穩(wěn)位，天平一旦開(kāi)啟離開(kāi)盤(pán)托反而要擺動(dòng)。
實(shí)際中，也有不用盤(pán)托改為精心操作制動(dòng)的。加完被稱(chēng)物和砝碼后，順手用鑷子尖輕輕點(diǎn)住較大的砝碼（半機(jī)械加碼）或盤(pán)子使盤(pán)子穩(wěn)定；試樣側(cè)順手用小勺輕輕點(diǎn)住試樣或用紙條點(diǎn)住盤(pán)子使盤(pán)子穩(wěn)定。一般情況下，關(guān)閉的天平盤(pán)子不擺動(dòng)，開(kāi)啟后就不會(huì)擺動(dòng)。
▲刀刃
懷疑刀刃有問(wèn)題，取下橫梁用指甲輕刮刀刃，感覺(jué)光滑一般是好的，感覺(jué)有缺口或鋸齒狀應(yīng)送專(zhuān)業(yè)廠修理。
取下橫梁的方法：摘下掛碼和懸掛系統(tǒng)，右手拿著指針上部把橫梁略微托起，左手打開(kāi)升降扭，右手轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁使指針下部從左邊露出，便可無(wú)碰觸地取下橫梁。取下過(guò)程中注意保護(hù)刀刃，也不用手觸摸微分標(biāo)牌。
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