淺談天平檢定和維修

【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(jié)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?wù)摿颂炱降臋z定和維修方案。

【關(guān)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(yīng)用前景是不言而喻的，在機械天平無法達到的領(lǐng)域里充分發(fā)揮其高精密度的優(yōu)勢，為嚴密的科學(xué)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(lǐng)域都有其用武之地，所以對這些天平的使用原理、操作技術(shù)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(shè)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(fù)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(fù)到了平衡狀態(tài)。

1.2 電子分析天平的工作原理

導(dǎo)磁體圓筒是由坡莫合金制成的，在導(dǎo)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(dǎo)磁圓筒之間的間隙中。圓形鋁蓋上安裝有試樣稱重結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)炫富在空中并保持相對平衡。當有重物作用于稱重結(jié)構(gòu)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(yīng)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?，F(xiàn)代化的電子分析天平真是利用這種磁電互生的設(shè)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)閉后支撐腳的高低要正好拖住橫梁，過低會使天平關(guān)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(dǎo)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(dǎo)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(fù)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(yīng)縮短游絲的工作長度；為負差時應(yīng)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(fù)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(guān)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(yīng)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(jié)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(jié)構(gòu)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(yīng)該反零一次，同一載荷多次衡量的結(jié)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(fù)性誤差的檢定，電子天平的重復(fù)性檢定應(yīng)在空載和加載狀態(tài)下進行。檢定電子天平時應(yīng)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(shù)參數(shù)的示值，就可得到電子天平的示值誤差。

3.結(jié)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(yīng)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(yīng)客觀對待，兩者應(yīng)用技術(shù)具備才好。

參考文獻

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