電子天平分類及其正確使用與維護(來源:上海本熙測控設(shè)備科技有限公司)
一、電子天平及其分類
人們把用電磁力平衡被稱物體重力的天平稱之為電子天平。其特點是稱量準確可靠、顯示快速清晰并且具有自動檢測系統(tǒng)、簡便的自動校準裝置以及超載保護等裝置。按電子天平的精度可分為以下幾類
1、超微量電子天平超微量天平的ZUI大稱量是2至5g,其標尺分度值小于(ZUI大)稱量的10-6,如Mettler的UMT2型電子天平等屬于超微量電子天平。
2、微量天平微量天平的稱量一般在3至50g,其分度值小于(ZUI大)稱量的10-5,如Mettler的AT21型電子天平以及Sartoruis的S4型電子天平。
3、半微量天平半微量天平的稱量一般在20至100g,其分度值小于(ZUI大)稱量的10-5,如Mettler的AE50型電子天平和Sartoruis的M25D型電子天平等均屬于此類。
4、常量電子天平此種天平的ZUI大稱量一般在100至200g,其分度值小于(ZUI大)稱量的10-5,如Mettler的AE200型電子天平和Sartoruis的A120S、A200S型電子天平均屬于常量電子天平。
5、分析天平其實電子分析天平,是常量天平、半微量天平、微量天平和超微量天平的總稱。
6、精密電子天平這類電子天平是準確度級別為Ⅱ級的電子天平的統(tǒng)稱。
二、選購及使用注意事項
1、如何選擇電子天平選擇電子天平應(yīng)該從電子天平的精度(分度值e)上去考慮是否符合稱量的精度要求。如選0.1mg精度的天平或0.01mg精度的天平,切忌不可籠統(tǒng)地說要萬分之一或十萬分之一精度的天平,因為國外有些廠家是用相對精度來衡量天平的,否則買來的天平無法滿足用戶的需要。例如在實際工作中遇到這樣一個情況,用一臺實際標尺分度值d為1mg,檢定標尺分度值e為10mg,ZUI大稱量為200g的Mettler電子天平,用來稱量7mg的物體,這樣是不能得出準確結(jié)果的:在《JJG98-90非自動天平試行檢定規(guī)程》中規(guī)定,ZUI大允許誤差與檢定標尺分度值“e”為同一數(shù)量級,此臺天平的ZUI大允許誤差為1e,顯然不能稱量7mg的物體;稱量15mg的物體用此類天平也不是ZUI佳選擇,因為其測試結(jié)果的相對誤差會很大,應(yīng)選擇更高一級的天平,有的廠家在出廠時已規(guī)定了ZUI小稱量的數(shù)值。因此我們在選購及使用電子天平時必須考慮精度等級。
(2)對稱量范圍的要求選擇電子天平除了看其精度,還應(yīng)看ZUI大稱量是否滿足量程的需要。通常取ZUI大載荷加少許保險系數(shù)即可,也就是常用載荷再放寬一些即可,不是越大越好。
2、關(guān)于電子天平的校準(使用前一定要仔細閱讀說明書)在檢定(測試)中我們發(fā)現(xiàn),對天平進行計量測試時誤差較大,究其原因,相當一部分儀器,在較長的時間間隔內(nèi)未進行校準,而且認為天平顯示零位便可直接稱量。(需要指出的是,電子天平開機顯示零點,不能說明天平稱量的數(shù)據(jù)準確度符合測試標準,只能說明天平零位穩(wěn)定性合格。因為衡量一臺天平合格與否,還需綜合考慮其它技術(shù)指標的符合性)。因存放時間較長,位置移動,環(huán)境變化或為獲得測量,天平在使用前一般都應(yīng)進行校準操作。校準方法分為內(nèi)校準和外校準兩種。
德國生產(chǎn)的沙特利斯,瑞士產(chǎn)的梅特勒,上海本熙科技代理銷售的產(chǎn)的“JA”等系列電子天平均有校準裝置。如果使用前不仔細閱讀說明書很容易忽略“校準”操作,造成較大稱量誤差。下面以上海天平儀器廠JA1203型電子天平為例說明如何對天平進行外校準。方法:輕按CAL鍵當顯示器出現(xiàn)CAL-時,即松手,顯示器就出現(xiàn)CAL-100其中“100”為閃爍碼,表示校準砝碼需用100g的標準砝碼。此時就把準備好“100g”校準砝碼放上稱盤,顯示器即出現(xiàn)"----"等待狀態(tài),經(jīng)較長時間后顯示器出現(xiàn)100.000g,拿去校準砝碼,顯示器應(yīng)出現(xiàn)0.000g,若出現(xiàn)不是為零,則再清零,再重復(fù)以上校準操作。(注意:為了得到準確的校準結(jié)果重復(fù)以上校準
1、有的人認為在電子天平量程范圍內(nèi)稱量的物體越重對天平的損害也就越大。這種認識是不完全正確的。一般衡器ZUI大安全載荷是它所能夠承受的、不致使其計量性能發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)性改變的ZUI大靜載荷。由于電子天平采用了電磁力自動補償電路原理,當秤盤加載時(注意不要超過稱量范圍),電磁力會將秤盤推回到原來的平衡位置,使電磁力與被稱物體的重力相平衡,只要在允許范圍內(nèi)稱量大小對天平的影響是很小的,不會因長期稱重而影響電子天平的準確度。
三、電子天平的維護與保養(yǎng)
1、將天平置于穩(wěn)定的工作臺上避免振動、氣流及陽光照射。
2、在使用前調(diào)整水平儀氣泡至中間位置。
3、電子天平應(yīng)按說明書的要求進行預(yù)熱。
4、稱量易揮發(fā)和具有腐蝕性的物品時,要盛放在密閉的容器中,以免腐蝕和損壞電子天平。
5、經(jīng)常對電子天平進行自校或定期外校,保證其處于ZUI佳狀態(tài)。
6、如果電子天平出現(xiàn)故障應(yīng)及時檢修,不可帶“病”工作。
7、操作天平不可過載使用以免損壞天平。
8、若長期不用電子天平時應(yīng)暫時收藏為好。
用天平稱物品的學(xué)問
我們先來研究一下只許在天平的一邊盤上放砝碼,要求一次稱出物品重量的情況。
例如:在天平的一邊盤上放砝碼,要把1克到3O克整克重的物品,都能一次性地分別稱出來,至少要備置幾個什么樣的砝碼? 要“一次性”稱出,又要做到砝碼的個數(shù)“少”,各個砝碼的克數(shù)不要相同,能將幾個砝碼拼湊成要稱的重量,就盡量拼湊。顯然,1克、2克的砝碼是不可少的。1+2=3(克),3克的砝碼可以不要。利用1克、2克的砝碼各一個,無論怎么也不能一次稱出4克的重量,必須要有一個4克砝碼。有了4克的砝碼,再配上1克、2克的砝碼,就能分別稱出5克、6克、7克的重量來。順著這個思路,我們模擬天平稱物的情況,制得下表:
放置砝碼(克) 稱出物品重量(克)
1 1
2 2
3+1 3
4 4
4+1 5
4+2 6
4+2+1 7
8 8
…… ……
8+4+2+1 15
16 16
…… ……
16+8+4+2 30
16+8+4+2+1 31
從表中可以看出,稱3O克重量的物品時,用了4個砝碼;但要分別稱出1克到3O克的整克重量的物品時,需準備的砝碼應(yīng)該是5個,即1克、2克、4克、8克、16克,并且利用這5個砝碼的ZUI大稱重量是1+2+4+8+16=31(克)。
找一找,l克、2克、4克、8克、16克這5個按從輕到重的順序排列的砝碼之間有什么關(guān)系?我們不難發(fā)現(xiàn),相鄰的兩個砝碼的重量,較重的是較輕的2倍。由此可知,只許在天平一邊盤上放砝碼,并且要求一次性分別稱出1克至若干千克整克重的物品,至少需備置的各個砝碼的重量,第1個是1克,其余可依次按“2倍法”得出。
電子天平的精密性使我們在使用中很容易出現(xiàn)各種故障,而各種故障到底是什么原因呢。我們經(jīng)常碰到的問題常常是稱量結(jié)果不穩(wěn)定。是電子天平的問題嗎?我們應(yīng)該如何去判斷這些問題,比如天平和臺秤的日常測試我們做了嗎?我們?nèi)绾芜M行電子天平故障解決呢?
下面總結(jié)了幾種常見的稱量結(jié)果不穩(wěn)定的情況:
1、樣品的水份增加或丟失
樣品可能具有揮發(fā)性或者吸收水分而造成樣品的實際質(zhì)量在增加或減少,這種情況的解決辦法是使用口很小的器皿。這樣樣品中的水分就不容易揮發(fā)了,使稱量結(jié)果更加準確。
2、樣品和容器的靜電現(xiàn)象
靜電現(xiàn)象也是可能造成電子天平的稱量不穩(wěn)定的,具有高絕緣度的材料(如大多數(shù)玻璃或塑料制的稱重容器)都易被靜電化,這時我們可以考慮使用金屬器皿,使稱量的重復(fù)性變得更好。
3、樣品和容器的磁化
樣品和容器的磁化都可能讓天平誤以為其所承受的磁力是來自于樣品的重力。所以我們在使用鐵器皿時要經(jīng)常進行脫磁的操作。
4、天平放置的位置
天平的放置位置很重要,我們放置電子天平的位置可以位于房屋的一只角,而房間可以是只開了一個孔,在使用的時候?qū)㈤T關(guān)上。電子分析天平一般來說都是有防風(fēng)罩的,但是如果有個風(fēng)吹,或者實驗臺的搖晃,都會讓電子天平的讀數(shù)不穩(wěn)定。天平位置放置正確了,相當于電子天平故障解決了一半。
5、樣品和容器的溫度
溫度對電子天平稱量的結(jié)果影響是很大的,所以使用電子天平一般都要在恒溫的房間里工作,而才拿到實驗室的樣品或容器由于溫度可能和電子天平的環(huán)境溫度相差太多而讀數(shù)不穩(wěn)定。高端天平一般會有全自動校準,如果是外校的天平在溫度發(fā)生變化時則需要人工校準。這也是電子天平故障解決很重要的一步。
電子天平具有結(jié)構(gòu)簡單、方便實用、稱量速度快等特點,目前廣泛應(yīng)用于企業(yè)和實驗室,用來測定物體的質(zhì)量。
在現(xiàn)場檢定工作中發(fā)現(xiàn),許多企業(yè)的天平?jīng)]有按要求安裝、使用和維護,致使測量數(shù)據(jù)偏差很大,超過檢定規(guī)程要求的最大允許誤差。為使企業(yè)從事天平使用的工作人員獲得準確的稱量結(jié)果,延長天平的使用年限,現(xiàn)將正確安裝、使用和維護電子天平需要注意的問題淺析如下: 1、對電子天平安裝室的環(huán)境要求 (1)房間應(yīng)避免陽光直射,可以選擇陰面房間或采用遮光辦法。 (2)應(yīng)遠離震源,如鐵路、公路、震動機等震動機械,無法避免時應(yīng)采取防震措施?! ?3)應(yīng)遠離熱源和高強電磁場等環(huán)境?! ?4)工作室內(nèi)溫度應(yīng)恒定,以20’C左右為佳。 (5)工作室內(nèi)的相對濕度應(yīng)在45%~75%之間為較佳?! ?6)工作室內(nèi)應(yīng)清潔干凈,避免氣流的影響?! ?7)工作室內(nèi)應(yīng)無腐蝕性氣體的影響?! ?8)工作臺應(yīng)牢固可靠?! ?i>2、安裝電子天平前的清潔要求 (1)首先要用毛刷或鹿皮等除去浮土等物?! ?2)稱量室或靠近磁鋼處要用潮濕的綢布等除塵,不要讓塵土和臟物落人磁鋼中,以造成天平的故障?! ?3)用潮濕的絨布等將天平及部件擦拭干凈(不宜使用溶劑)?! ?4)用干凈的鹿皮或綢布等將天平及其部件擦拭干凈,確保天平的干凈。