電子天平因其具有稱量速度快、操作簡便、高靈敏度和高精密度并且能夠與計算機或者某些儀器相連接直接進行數(shù)據(jù)傳輸,在分析化學領(lǐng)域使用越來越廣泛和普及。前天看到一貼討論電光天平和電子天平的帖子,有人認為電子天平稱量結(jié)果不準確。個人覺得有失偏頗,不惜班門弄斧,特發(fā)此貼,以拋磚引玉,討論如何用電子天平進行準確稱量。由于本人水平和認識有限,錯誤與不當之處在所難免,歡迎大家糾正、補充討論。
電子天平稱量原理:
電子天平是根據(jù)電磁平衡原理設(shè)計的,它由一個磁鋼、一個與秤盤相連接的線圈、一個位移傳感器以及電流控制電路和放大器組成。線圈置于磁鋼形成的磁場之中,秤盤及被稱物體的重力作用于線圈上。通電后,充分預(yù)熱天平后,磁場強度不變,線圈長度固定,置于磁場中的線圈產(chǎn)生的電磁力大小(F=ΦIL)與電流強度成正比,如果調(diào)節(jié)磁場方向使電磁力與重力方向相反并使其與之平衡-mg=ΦIL,則此時物體質(zhì)量與電流強度成正比。位移傳感器位于預(yù)定中心位置,當秤盤上放上或取下物體時,為保持天平平衡位移傳感器根據(jù)檢出的位移信號通過控制器改變線圈的的電流大小直至線圈回到中心位置,這個電流改變量通過放大和轉(zhuǎn)換為樣品的質(zhì)量顯示。
確保使用電子天平稱量準確,至少應(yīng)做到以下幾方面:
1、充分預(yù)熱電子天平。從電子天平工作原理可以看出,電磁力的大小與磁鋼的磁通量φ、流經(jīng)線圈中的電流I及線圈長度L成正比。對一臺天平,要確保稱量準確,必須確保φ和L為均為一定值,線圈長度L不會變化,但磁通量φ隨著天平內(nèi)部溫度的變化而變化。只有天平經(jīng)過充分預(yù)熱(一般資料介紹預(yù)熱30分鐘,建議平時不用時,按電源鍵關(guān)機,但不拔電源),才能使天平內(nèi)部溫度保持相對穩(wěn)定。這是保證稱量結(jié)果準確的第一步。
2、校準電子天平。任何電子天平如果不進行校準,用它來稱量都是不準確的。我們用天平稱的是樣品的質(zhì)量,而不是重量。根據(jù)電子天平的稱量原理,它直接測量的是物體的重量,即mg=ΦIL,實際上樣品的質(zhì)量是根據(jù)m=ΦIL/g(此處只考慮數(shù)量,不考慮方向),所以,用電子天平稱量樣品質(zhì)量時,不僅與天平本身有關(guān),而且與天平所處地方的重力加速度有關(guān)。設(shè)C=ΦL/g則,m=ΦIL/g可以變換為m=CI。C與天平所處位置的重力加速度和線圈長度以及磁通量有關(guān),不同地方,不同環(huán)境情況下,C是變化的。假設(shè)在某處的天平經(jīng)過充分預(yù)熱,則在短時間內(nèi),C為一個常數(shù),通過用已知重量的標準砝碼進行校正,相當于是求出C值并進行存儲,稱量樣品時天平自動調(diào)用。為了消除環(huán)境因素影響,盡管天平?jīng)]有移動位置,也應(yīng)該經(jīng)常對天平進行校準,有條件的可以每次使用時都進行校準??偟膩碚f,校準是確保稱量準確的重要環(huán)節(jié)。
3、除以上兩點外,保持天平水平、良好的稱量習慣(輕拿輕放,隨時關(guān)閉天平防風門、保持天平潔凈等)、適當?shù)沫h(huán)境條件(比如天平放置處避免電磁干擾、振動、陽光直射和空氣對流,保持相對穩(wěn)定的溫度和適宜的濕度)、正確的稱量方式(稱樣前,充分了解樣品的理化性質(zhì),選取合適的稱量方式,比如用減量法稱易吸濕的樣品,不用熱的容器稱量或者直接稱量過冷過熱的樣品)等是確保稱量準確的前提。
?
儀器網(wǎng)-專業(yè)分析儀器服務(wù)平臺,實驗室儀器設(shè)備交易網(wǎng),儀器行業(yè)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)宣傳媒體。
相關(guān)熱詞:
等離子清洗機,反應(yīng)釜,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,高精度溫濕度計,露點儀,高效液相色譜儀價格,霉菌試驗箱,跌落試驗臺,離子色譜儀價格,噪聲計,高壓滅菌器,集菌儀,接地電阻測試儀型號,柱溫箱,旋渦混合儀,電熱套,場強儀萬能材料試驗機價格,洗瓶機,勻漿機,耐候試驗箱,熔融指數(shù)儀,透射電子顯微鏡。
電子天平在使用前都要進行預(yù)熱工作,而且在條件允許時,應(yīng)充分預(yù)熱天平,天平精度越高對預(yù)熱要求也越高。一般電子天平預(yù)熱應(yīng)在30分鐘以上,這樣才能使天平工作穩(wěn)定,測量數(shù)據(jù)準確可靠。但由于各種原因,用戶可能會在天平預(yù)熱時間較短,或者來不及預(yù)熱的情況下就要使用天平了。此時,我們應(yīng)采取以下方法以可以減少測量誤差:
1、測量前先用標準砝碼校正,根據(jù)不同正確度等級的電平選用不同等級的砝碼。
2、應(yīng)在加載后固定的時間讀數(shù)。如都以加載后5秒的示值讀取或都以單位顯示出來時的示值讀取。
3、多次測量,取其平均值(3~5次)。
目前,電子天平的種類繁多,無論是國產(chǎn)電子天平,還是進口的電子天平,不論是大稱量
的電子天平,還是小稱量的電子天平,精度高的還是精度低的,其基本構(gòu)造是相同的。主要南以下幾個部分組成:
(l)秤盤
秤盤多為金屬材料制成,安裝在天平的傳感器上,是天平進行稱量的承受裝置。它具有一定的幾何形狀和厚度,以圓形和方形的居多。使用中應(yīng)注意衛(wèi)生清潔,更不要隨意掉換秤盤。
(2)傳感器
傳感器是電子天平的關(guān)鍵部件之一,由外殼、磁鋼、極靴和線圈等組成,裝在秤盤的下方。
它的精度很高也很靈敏。應(yīng)保持天平稱量室的清潔,切忌稱樣時撒落物品而影響傳感器的正常丁作。
(3)位置檢測器
位置檢測器是由高靈敏度的遠紅外發(fā)光管和對稱式光敏電池組成的。它的作用是將秤盤上的載荷轉(zhuǎn)變成電信號輸出。
(4)PID調(diào)節(jié)器
PID(比例、積分、微分)調(diào)節(jié)器的作用,就是保證傳感器快速而穩(wěn)定地工作。
(5)功率放大器
其作用是將微弱的信號進行放大,以保證天平的精度和工作要求。
電子天平的基本構(gòu)造及原理
(6)低通濾波器
它的作用是排除外界和某些電器元件產(chǎn)生的高頻信號的干擾,以保證傳感器的輸出為一恒定的直流電壓。
(7)模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器
它的優(yōu)點在于轉(zhuǎn)換精度高,易于自動調(diào)零能有效地排除干擾,將輸入信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
(8)微計算機
此部件可說是電子天平的關(guān)鍵部件了。它是電子天平的數(shù)據(jù)處理部件,它具有記憶、計算和查表等功能。
(9)顯示器
現(xiàn)在的顯示器基本上有兩種:一種是數(shù)碼管的顯示器;另一種是液晶顯示器。它們的作用是將輸出的數(shù)字信號顯示在顯示屏幕上。
(10)機殼
其作用是保護電子天平免受到灰塵等物質(zhì)的侵害,同時也是電子元件的基座等。
(11)底腳
電子天平的支撐部件,同時也是電子天平水平的調(diào)節(jié)部件,一般均靠后面兩個調(diào)整腳來調(diào)節(jié)天平的水平。