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        機(jī)械天平變動性產(chǎn)生的原因及排除方法

        2021-11-24 01:10:52張海華
        商品與質(zhì)量 2021年15期
        關(guān)鍵詞:秤盤刀口示值

        張海華

        新疆哈密市質(zhì)量與計(jì)量檢測所 新疆哈密 839000

        所謂的變動性,就是每次開啟天平后的靜止點(diǎn)均不在一個平衡位置上。天平變動性較好,就是多次開啟天平,平衡位置仍然不變。天平變動性產(chǎn)生的原因很復(fù)雜,精度越高的天平,越容易出現(xiàn)變動性。天平變動性產(chǎn)生的原因主要有以下幾個方面:

        1 天平本身引起的變動性

        1.1 刀口鈍化

        刀口是橫梁的核心,刀口不直,有凹凸、崩缺現(xiàn)象,則天平往往會出現(xiàn)變動性。是否由刀口鈍化造成,可以直接檢查刀口,開啟天平,待平衡靜止后,在左盤或右盤加一個相當(dāng)于標(biāo)牌全量的砝碼,當(dāng)指針產(chǎn)生大的偏斜后,立即撤去,可用機(jī)械加碼比較方便[1]。如果標(biāo)牌不能從偏斜方向回到原平衡位置,而又沒有碰掛或阻擋時,一般有兩種可能性,一是三刀口不平行,若已排除三刀不平行現(xiàn)象,則可判定為刀口鈍化所致?;蛘邔鈾z查刀口是否有凹凸不平或裂紋,在實(shí)際中最簡單有效的辦法是用手指甲劃過刀口,看有無鈍化。

        1.2 三刀口不平行產(chǎn)生變動性

        三刀口不平行,使得每次作用產(chǎn)生的力矩不等,得到的各次不同的平衡位置而呈現(xiàn)變動性。

        1.3 由于刀子松動產(chǎn)生變動性

        如果刀子粘接不牢固,使刀子發(fā)生松動,會使天平產(chǎn)生變動性,可將刀口粘接固定,并重新調(diào)整計(jì)量性能。

        1.4 由于天平穩(wěn)定性較差引起的變動性

        穩(wěn)定性不好的天平,必然出現(xiàn)變動性,越不穩(wěn)定的天平變動性越大。對于這種原因?qū)е碌淖儎有?,排除的辦法,只有降低天平的靈敏度以增加穩(wěn)定性。

        1.5 由于天平底座不水平引起變動性

        天平底座若不水平,則天平各部件間按底座水平狀態(tài)調(diào)整好的配合失調(diào),容易導(dǎo)致變動性,嚴(yán)重時甚至天平不能運(yùn)行,因此,保證天平底座水平是減少引起變動性的因素之一。

        2 由于外界因素引起的變動性

        外界環(huán)境對于天平變動性的影響很大。越精密的天平,對外界環(huán)境要求越嚴(yán)格。

        2.1 震動的影響

        震動有強(qiáng)有弱,但對天平示值變動性都有影響。越精密的天平,防震要求越嚴(yán)格。如果天平室臨近馬路,建筑物墻壁上裝有通風(fēng)設(shè)備或?qū)⑻炱绞以O(shè)在二樓以上等,都會使天平呈現(xiàn)出變動性。嚴(yán)重的甚至在天平啟動后,指針擺動不已,震顫不停,無法讀數(shù)。而且由于震動的原因會加速天平刀口的磨損,大大降低天平的使用壽命。因此,震動對于天平,尤其是精密天平危害大,應(yīng)予以避免。

        2.2 溫度的影響

        精密天平對于溫度的要求比較嚴(yán)格。如果天平室溫度不穩(wěn)定,處于變化之中,天平橫梁兩臂長也就在變化之中,而且室內(nèi)各部分溫度不可能完全一致,兩臂不會完全等量地變化。也就是說臂差處在隨溫度變化而變化之中,同時橫梁重心,三刀的位置關(guān)系也隨之變化。因此,在同樣載荷下,示值必然隨之變化不定。所以,天平室要求溫度相對均勻穩(wěn)定,對于三級以上特別是微量天平要求恒溫在18℃-26℃,每小時波動不超過0.5℃。如果室溫較低或過高,或者室內(nèi)溫度很不均勻,天平出現(xiàn)變動性,應(yīng)首先考慮溫度的影響。

        2.3 濕度的影響

        如果濕度較高,當(dāng)稱量在天平秤盤上放置較干燥的物體時,秤盤上的水汽則“轉(zhuǎn)移”到該物體上而被帶走,使秤盤減輕重量,零點(diǎn)發(fā)生變化,出現(xiàn)變動性。這一變動性有時是很大的,但由于因濕度造成的變動性,待一段時間天平內(nèi)濕度平衡后,天平又會恢復(fù)原來的零點(diǎn)。

        濕度過大,會使天平銹蝕甚至失靈,因此,在天平維護(hù)、保養(yǎng)和使用中,要保持天平的相對干燥。除避免放置在潮濕環(huán)境外,一般要在天平內(nèi)放固體干燥劑。

        2.4 氣流的影響

        一般化驗(yàn)室在大風(fēng)天氣,如果天平室密封不好,有氣流沖擊,會感到天平不停點(diǎn)。應(yīng)修整天平框罩,改善環(huán)境。

        2.5 灰塵的影響

        天平應(yīng)保持清潔,定時清掃,若天平不清潔,會出現(xiàn)變動性,主要有以下三方面:

        (1)刀口和刀承不清潔,附著灰塵,會增加它們之間的阻力,不能正常運(yùn)行而出現(xiàn)變動性。

        (2)各部件間因附著灰塵等而產(chǎn)生摩擦,各傳動部分因灰塵也會不靈活,產(chǎn)生示值改變出現(xiàn)變動性。

        (3)由于天平不清潔,在稱量過程中,橫梁、阻尼器、秤盤等上面的灰塵會造成示值改變,呈現(xiàn)變動性。

        3 由于操作使用不當(dāng)出現(xiàn)的變動性

        (1)對于指針擺動性天平,由于指針與標(biāo)牌之間有一定距離,若計(jì)量人員對指針的視線角度不同,對同一指針位置在標(biāo)牌上反映的讀數(shù)就不一樣。如果兩次稱量結(jié)果雖然相同,但由于前后兩次視線角度的改變,其讀數(shù)不一樣,這就造成所謂視覺誤差,誤認(rèn)為是變動性,因此,對于計(jì)量人員應(yīng)固定其觀測角度,以免造成視角誤差。

        (2)對于電光阻尼式天平,計(jì)量人員在天平處于似停非停的瞬間,擺動尚未靜止而讀數(shù);或?qū)τ谥羔様[動式天平,指針擺動尚未到回轉(zhuǎn)點(diǎn)而讀數(shù),均可造成讀數(shù)誤差。雖然天平在相同載荷下兩次平衡位置都相同,但兩次或其中一次,對其平衡位置記值不正確,得到兩個不同的平衡位置,誤認(rèn)為變動性。因此,對于阻尼天平,一定要待指針靜止。對于擺動式天平,要待指針到回轉(zhuǎn)點(diǎn)方向讀數(shù),不要匆忙讀數(shù)。

        (3)因被稱量物品處理不當(dāng)引起變動性。

        ①被稱物過于干燥引起變動性。天平內(nèi)雖然放置有干燥劑,但天平內(nèi)相對于干燥箱內(nèi)或高溫爐內(nèi)濕度要大得多。若放在天平內(nèi)稱量,那么由于秤盤濕度大于燒杯、坩堝的濕度,秤盤上的水汽則被吸走,而減輕重量,分度值為0.1mg的天平就能明顯反映出零點(diǎn)的變化。但當(dāng)關(guān)閉天平,待兩秤盤濕度平衡以后,天平又會恢復(fù)到或接近原來的零點(diǎn)。若用濕度較高的物品在干燥的天平上稱量,也會因秤盤“吸潮”出現(xiàn)變動性。

        如果出現(xiàn)上述情況,在處理稱量結(jié)果時,是按稱量前對的“零點(diǎn)”,還是按稱量后的“零點(diǎn)”,或取其平均值來計(jì)算呢,顯然,應(yīng)以稱量前的“零點(diǎn)”作為零點(diǎn)計(jì)算。若再繼續(xù)稱量,應(yīng)待兩秤盤濕度平衡后,重新調(diào)整零點(diǎn),以新零點(diǎn)為零點(diǎn)。

        ②被稱物的溫度與天平內(nèi)溫度不一致引起的變動性。若被稱物的溫度高于或低于天平內(nèi)的溫度時,將其放到天平內(nèi),必然要引起這一側(cè)溫度變化和波動,使天平出現(xiàn)變動性。因此,在稱量時,對于精密天平,要使被稱物與天平等溫、等濕。

        ③易揮發(fā)被稱物未密閉引起變動性。如果被稱物是易揮發(fā)物而未密閉,使稱量物體不斷揮發(fā)而減輕質(zhì)量,在精密天平上呈現(xiàn)示值不定,指針不停點(diǎn)。因此,對于易揮發(fā)物應(yīng)密閉稱量。

        ④靜電引起變動性。若在稱量前,用干燥的綢布之類擦拭干燥的燒杯等容器容易使之帶電,將這樣的被稱物放進(jìn)秤盤,會因靜電效應(yīng)而使天平擺動不正常出現(xiàn)變動性,尤其是對于高精度天平,這種現(xiàn)象更為顯著。因此,對于易摩擦帶電的被稱物,不宜在稱量前擦拭,擦拭后放置一段時間,使之可能的帶電釋放完畢再稱量。

        ⑤由于天平不清潔,稱量時帶走了盤中的灰塵或帶進(jìn)灰塵,或遺留微量被稱物,改變原來兩秤盤的重量而發(fā)生零點(diǎn)的示值改變,呈現(xiàn)變動性。因此,操作時務(wù)必保持清潔,細(xì)心[2]。

        對于精密天平,計(jì)量人員將手直接接觸秤盤,使手上的汗液黏附在上面,或啟動太快等等原因也會使天平出現(xiàn)變動性。

        以上對于天平示值變動性的原因及排除方法的介紹,并非完全的。對不同的天平,需要長期實(shí)踐中摸索經(jīng)驗(yàn),逐步做到對天平變動性原因有一個較全面的認(rèn)識。當(dāng)天平出現(xiàn)變動性時,要耐心、細(xì)致地進(jìn)行觀察、分析采取正確的方法處置。

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