【摘要】在天平的使用過程中，難免會遇到一些問題，針對目前天平在各個行業(yè)的使用情況和平時的計量檢定中存在的問題（如自動化程度低、故障率高、調(diào)試修理的問題），本文提出了自己的觀點，結合工作經(jīng)驗針對扭力天平、機械天平、高精密度電子分析天平等幾種常見的天平，敘述了天平的工作原理、操作方法、分析了產(chǎn)生故障的原因，并談論了天平的檢定和維修方案。

【關鍵詞】天平；原理；檢定；維修

在天平的發(fā)展史上，從傳統(tǒng)的機械天平到充分融合現(xiàn)代化科技水平的高精密度電子分析天平，經(jīng)歷了許多變化，不同時期的不同天平類型具有不同的科技含量，在測定上擁有不同的優(yōu)勢和適用對象。當然，對于測量準確度高、可靠性強的電子分析天平來說，其應用前景是不言而喻的，在機械天平無法達到的領域里充分發(fā)揮其高精密度的優(yōu)勢，為嚴密的科學研究貢獻著獨特的力量。因此，無論是傳統(tǒng)的機械天平，還是充分體現(xiàn)現(xiàn)代科技水平的電子分析天平，在當前的稱量領域都有其用武之地，所以對這些天平的使用原理、操作技術和檢定維修方法的掌握就十分有必要了。

1.天平的工作原理

1.1 扭力天平的工作原理

扭力天平利用了杠桿原理來進行設計。當秤盤上放上一個物體時，由于橫梁受到了一個力的作用而失去了平衡，橫梁放物體的那頭下沉，另一頭上揚，要使橫梁恢復平衡狀態(tài)，就需要給橫梁加一個能夠和所加物體的重力相抗衡的力。所以我們就向相反方向旋轉(zhuǎn)螺絲，這樣螺絲產(chǎn)生了一個力，當兩個作用力相等時橫梁就恢復到了平衡狀態(tài)。

1.2 電子分析天平的工作原理

導磁體圓筒是由坡莫合金制成的，在導磁體圓筒中心安裝有圓柱形永磁體，形成了均勻分布的磁場，電感線圈繞制在一個輕質(zhì)的圓形鋁蓋上，并插入圓柱形永久磁體與導磁圓筒之間的間隙中。圓形鋁蓋上安裝有試樣稱重結構。當電感線圈中有電流通過時，電感線圈產(chǎn)生磁場，磁場方向和永磁體磁場方向相反，所以能夠使試樣稱重結構炫富在空中并保持相對平衡。當有重物作用于稱重結構時，永磁體與電感線圈之間會發(fā)生相對運動，磁路中的氣隙磁阻就會發(fā)生相應的變化，從而引起電感L和電感線圈的電流變化。當物體重力與電感線圈的磁力達到新的平衡時，該變化的線圈電流值就是所需的測量值。電子分析天平的工作采用了電感式稱量傳感器。現(xiàn)代化的電子分析天平真是利用這種磁電互生的設備才達到了用電測力的目的。

2.天平的故障分析及其檢定與維修

2.1 機械天平的檢定

以TG328A為例，簡述機械天平的檢定過程：

（1）檢查天平的外觀是否完好。

（2）確保檢定室未受到震動、氣流和其他磁場的影響，確保天平工作臺平整、穩(wěn)固，調(diào)整水平螺絲，使天平處于水平位置，關好防風罩門。

（3）在稱量前清潔天平。

（4）根據(jù)天平型號確定是否接通電源。

（5）根據(jù)有關規(guī)定計算天平的各項指標判定天平是否合格。

（6）檢驗完畢后關閉電源，清潔衛(wèi)生。

（7）經(jīng)上述檢定合格的發(fā)給檢定合格證書，粘貼合格標簽； 不合格的發(fā)不合格證書。

2.2 機械天平的維修

（1）天平關不住或跳針。天平中的橫梁是由兩片簧片懸吊起來的，所以在關閉后支撐腳的高低要正好拖住橫梁，過低會使天平關不住，過高會引起跳針。排除故障可用尖頭鉗將支撐腳彎曲或夾直，使支撐腳正好拖住橫梁。

（2）帶針。有些長久不用的天平的制動軸會很不靈活，檢查制動軸與拉皮接連處、拉皮與導板連接處是否轉(zhuǎn)動靈活，在不靈活的地方加入適量潤滑油會好很多，適當調(diào)整導板壓板的松緊程度，再檢查各個連接處是否有毛刺存在，可用銼刀修銼，然后再用酒精擦拭干凈。

（3）靈敏度不準確。天平的橫梁組件都是金屬組件，時間久了會被被腐蝕，感量螺絲永久了會失去平衡。修理辦法是打開天平外殼，用細沙皮仔細打磨腐蝕的地方，上調(diào)或下調(diào)感量螺絲，但調(diào)整幅度不能太大，每調(diào)整一次，就要測量一下靈敏度，直到誤差恢復到允許范圍內(nèi)。

（4）示值變動性超差。示值變動性超差是扭力天平最主要的修理環(huán)節(jié)，基本上每臺扭力天平都需要調(diào)整變動性。這有兩種情況：空載示值變動和加載卸載示值變動。其中空載變動性較為好修，只要排除了裝配上的小問題，空載變動性一般都可以達到規(guī)程要求。而加載卸載的變動性相比之下則比較麻煩。對其進行檢查時首先要檢查游絲的內(nèi)端和外端是否都已被固定住，目測游絲工作長度，然后用鑷子調(diào)整游絲內(nèi)端與外端的距離，在游絲的工作角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)時使圈與圈之間不會相互摩擦。在示值差為1e以內(nèi)，可以通過改變游絲的工作長度來調(diào)整，為正差時應縮短游絲的工作長度；為負差時應增長游絲的工作長度。測量時，用鑷子至少要在刻度盤范圍內(nèi)測出不同位置均勻分布的5個點，調(diào)整游絲的偏心時必須要牢記修正部位，并逐步記下修正后前后的數(shù)值變化，為下一步的修正提供證據(jù)。如此反復多次調(diào)整，直到達到要求為止。

2.3 電子天平的檢定及維修

電子天平是對物質(zhì)的質(zhì)量進行分析的緊密測量儀器。檢定要對其進行目測檢查，主要包括：計量特征、標記、天平的使用條件及地點是否合適等。根據(jù)有關規(guī)定，電子天平如果沒有標記檢定的分度值e，那么外觀檢定的第一步就不合格。其次，電子天平的工作臺應當足夠穩(wěn)固，具有十分的剛度和防震效果。存放電子天平的室內(nèi)環(huán)境對電子天平的檢定結果有很大影響，送檢的電子天平當在制定的室內(nèi)檢定環(huán)境中平穩(wěn)存放24h以上，確保電子天平內(nèi)的機械結構趨于穩(wěn)定，同時使電子天平的整機與檢定的室內(nèi)環(huán)境溫度和濕度相平衡，在進行檢定或校準工作。對偏載誤差來說，鑒定中分別紀錄加載和空載的平衡位置，每一次加載時均應該反零一次，同一載荷多次衡量的結果之間的差值不得超過電子天平在該載荷時最大誤差的絕對值。各載荷點的示值誤差不得超過天平在次載荷時的最大允許誤差，這樣才算合格。另外，重復性誤差的檢定，電子天平的重復性檢定應在空載和加載狀態(tài)下進行。檢定電子天平時應保證測試環(huán)境相對穩(wěn)定，屏蔽外界干擾。對示值誤差的檢定方法：運用直接測量法，用標準砝碼檢定電子天平各個技術參數(shù)的示值，就可得到電子天平的示值誤差。

3.結論

作為質(zhì)量分析之用的天平，盡管有很多種類，而且不同的種類的天平的應用原理不同，使用范圍不同，使用對象不同，測定的精密度也不同，因此，對其的檢定和維修方法也不同。因此，在面對兩種天平的工作原理、使用方法、檢定和維修等方面時，應客觀對待，兩者應用技術具備才好。

參考文獻

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