李桂杰

摘 要：在我們的生活和工作中，經(jīng)常會(huì)見(jiàn)到對(duì)天平的使用，使用過(guò)程中要求使用者一定要掌握天平的原理，在出現(xiàn)故障時(shí)能夠及時(shí)的處理，要定期對(duì)天平進(jìn)行送檢，文章主要闡述了一些天平的工作原理及簡(jiǎn)單的故障分析、使用者對(duì)天平的日常維護(hù)等。

關(guān)鍵詞：天平；原理；檢定；維修

天平可以說(shuō)是最常見(jiàn)的一種稱(chēng)重計(jì)量器具，在我國(guó)，春秋晚期天平與砝碼的制造技術(shù)就已經(jīng)很精密了，稱(chēng)重較大物件時(shí)使用稱(chēng)砣，秒量較小物件時(shí)使用天平。隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步，天平的類(lèi)型也發(fā)生著變化，不同時(shí)期、不同形態(tài)的天平，其技術(shù)含量也不完全相同，在測(cè)量使用過(guò)程中各有所長(zhǎng)，不同的物件可以選擇不同的天平，原則是保證稱(chēng)量適宜、準(zhǔn)確。電子分析天平是機(jī)械天平充分融合了現(xiàn)代化科技水平的高精度天平，其測(cè)量準(zhǔn)確度高，測(cè)量方便、稱(chēng)重范圍較小，廣泛應(yīng)用于科技研發(fā)、實(shí)驗(yàn)室等領(lǐng)域，彌補(bǔ)了機(jī)械天平難以達(dá)到的高精度的空白。對(duì)于機(jī)械天平和電子天平來(lái)說(shuō)，由于其使用領(lǐng)域不同，對(duì)不同領(lǐng)域的作用就不同，但無(wú)論這兩類(lèi)天平用于哪種領(lǐng)域，都在各自領(lǐng)域中發(fā)揮著重的作用，所以，對(duì)于兩類(lèi)天平的工作原理、檢定方法、維修內(nèi)容的研究都要持續(xù)進(jìn)行，下面，作者就以上內(nèi)容做簡(jiǎn)單的介紹。

1 天平的工作原理

1.1 扭力天平的工作原理

扭力天平利用的是杠桿原理進(jìn)行設(shè)計(jì)的，要使杠桿平衡就要使左右兩個(gè)托盤(pán)上的力與力臂的乘積相等。當(dāng)使用扭力天平時(shí)，首先保證天平平衡，然后將被稱(chēng)重物體放入天平一側(cè)托盤(pán)，這樣天平就向一側(cè)傾斜，為了使天平恢復(fù)平衡狀態(tài)，就要給另一側(cè)一個(gè)與此相平衡的力，這時(shí)，我們就需要向另一側(cè)旋轉(zhuǎn)螺絲，螺絲旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)力，當(dāng)其與另一側(cè)的作用力相抗衡時(shí)，天平就恢復(fù)了平衡狀態(tài)，物件的重量也就被稱(chēng)出來(lái)了。

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(chǎng)，電感線(xiàn)圈繞制在一個(gè)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(chēng)重結(jié)構(gòu)。當(dāng)電感線(xiàn)圈中有電流通過(guò)時(shí)，電感線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向和永磁體磁場(chǎng)方向相反，所以能夠使試樣稱(chēng)重結(jié)構(gòu)懸浮在空中并保持相對(duì)平衡。當(dāng)有重物作用于稱(chēng)重結(jié)構(gòu)時(shí)，永磁體與電感線(xiàn)圈之間會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磁路中的氣隙磁阻就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，從而引起電感L和電感線(xiàn)圈的電流變化。當(dāng)物體重力與電感線(xiàn)圈的磁力達(dá)到新的平衡時(shí)，該變化的線(xiàn)圈電流值就是所需的測(cè)量值。電子分析天平的工作采用了電感式稱(chēng)量傳感器。現(xiàn)代化的電子分析天平正是利用這種磁電互生的設(shè)備才達(dá)到了用電測(cè)力的目的。

2 天平的故障分析及其檢定與維修

2.1 機(jī)械天平的檢定

以全自動(dòng)機(jī)械分析天平TG328A光電天平為例，簡(jiǎn)述機(jī)械天平的檢定過(guò)程：

（1）首先，檢查天平的外觀是否完好，有無(wú)零件缺失或壞損等情況。

（2）確保天平檢定室的溫度、濕度符合檢定要求，且要求檢定室環(huán)境不會(huì)受到震動(dòng)、氣流和其他磁場(chǎng)的影響，從而導(dǎo)致檢定結(jié)果有誤。檢定放置天平的臺(tái)面要保持平整，確保天平在工作臺(tái)面保持穩(wěn)固，不會(huì)跌落，然后調(diào)節(jié)平衡螺絲，保證天平底面水平，關(guān)好防風(fēng)罩門(mén)。

（3）天平檢定環(huán)境、安放位置確定完成后，清潔天平設(shè)備，待清潔徹底、滿(mǎn)足要求時(shí)，再進(jìn)行稱(chēng)量。

（4）不同的天平，使用方法會(huì)不同，有的天平需要接電，有的不需要通電，我們需要根據(jù)天平型號(hào)確定是否接通電源。

（5）根據(jù)相應(yīng)的國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程規(guī)定的內(nèi)容，按規(guī)程操作要求開(kāi)展檢定工作，逐項(xiàng)指標(biāo)核對(duì)，并根據(jù)有關(guān)規(guī)定計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)，從而判定天平是否合格。

（6）檢驗(yàn)結(jié)束后關(guān)閉電源，清潔天平及檢定室衛(wèi)生。

（7）經(jīng)上述程序檢定合格的天平發(fā)檢定合格證書(shū)，并粘貼合格標(biāo)簽； 檢定不合格的發(fā)檢定不合格證書(shū)。

2.2 機(jī)械天平的維修

（1）天平關(guān)不住或跳針。天平的橫梁兩側(cè)是通過(guò)簧片懸掛于天平內(nèi)部的，所以在天平關(guān)閉時(shí)要保證支撐腳能夠托起橫梁，支撐腳高低適宜，才會(huì)保證天平的完好關(guān)閉，當(dāng)支撐腳過(guò)高時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致天平跳針，當(dāng)支撐腳過(guò)低時(shí)，就會(huì)使天平關(guān)不住，所以，當(dāng)發(fā)生天平關(guān)不住或跳針故障時(shí)，只要調(diào)整支撐腳的高度就可以排除故障，操作過(guò)程中常常使用尖嘴鉗子，將支撐腳夾直使增高、彎曲使降低，使其正好能夠托起橫梁，保證天平的關(guān)閉。

（2）帶針。為了延長(zhǎng)天平的使用壽命，保證天平的準(zhǔn)確，要對(duì)天平經(jīng)常維護(hù)，在制動(dòng)軸處適當(dāng)校潤(rùn)滑油，以保持軸轉(zhuǎn)動(dòng)的靈活度。但是，仍有很多人不重視對(duì)天平的維護(hù)，不對(duì)其制動(dòng)處進(jìn)行潤(rùn)滑，當(dāng)天平長(zhǎng)期不使用時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)軸的靈活性下降，使得制動(dòng)軸與拉皮接連處、拉皮與導(dǎo)板連接處等多處轉(zhuǎn)動(dòng)困難，這就需要在轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活的位置加入適量的潤(rùn)滑油，以幫助其轉(zhuǎn)動(dòng)，然后再適當(dāng)調(diào)整導(dǎo)板壓板的松緊程度，檢查各聯(lián)接處是否光滑，對(duì)于有毛刺處用銼力進(jìn)行修理，再用酒精擦拭光滑，以解決帶針問(wèn)題。

（3）靈敏度不準(zhǔn)確。機(jī)械天平主要是由各種金屬組件組成的，金屬長(zhǎng)時(shí)間暴露于空氣中，難免會(huì)發(fā)生腐蝕等情況，再加上稱(chēng)重過(guò)程中各種類(lèi)型的物質(zhì)都可能稱(chēng)量，稱(chēng)重完成后清潔不徹底等，會(huì)導(dǎo)致天平橫梁等腐蝕速度的加劇，感量螺絲用久了也會(huì)失去平衡，導(dǎo)致天平靈敏度降低。當(dāng)發(fā)生此故障時(shí)，我們通常需要打開(kāi)天平外殼，用細(xì)砂紙仔細(xì)打磨天平腐蝕部位，使表面腐蝕的成分去除，同時(shí)，調(diào)整感量螺絲，要一邊調(diào)整一邊測(cè)量準(zhǔn)確度，以逐步減少誤差，切忌不能一次性調(diào)整感量螺絲幅度過(guò)大，這樣會(huì)影響天平精度，使測(cè)量不準(zhǔn)確，誤差過(guò)高。

2.3 電子天平的檢定及維修

定期對(duì)電子天平進(jìn)行檢定是一項(xiàng)必不可少的工作，在檢定時(shí)一定要選擇具有資質(zhì)的權(quán)威機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢定，通常對(duì)天平的檢定包括肉眼的檢測(cè)和用儀器進(jìn)行檢測(cè)，再將檢測(cè)結(jié)果與國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)比，以確定檢驗(yàn)結(jié)果是否符合標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)對(duì)電子天平的擺放也有一定的要求，擺放臺(tái)一定要穩(wěn)定，且要有足夠擺放天平的空間，對(duì)臺(tái)面的要求更是極為的嚴(yán)格，一定要保證臺(tái)面的水平度。擺放天平的周?chē)h(huán)境對(duì)天平的準(zhǔn)確度也有一定的影響，例如室內(nèi)空氣的干濕度一定要在要求的范圍內(nèi)。對(duì)天平的檢定要進(jìn)行有負(fù)載檢定和無(wú)負(fù)載檢定。再將檢定誤差進(jìn)行對(duì)比，確保相對(duì)誤差、絕對(duì)誤差、引用誤差及其他誤差值都在允許范圍內(nèi)。對(duì)有故障的天平進(jìn)行維修時(shí)，要準(zhǔn)備好備用天平，以確保正常的檢驗(yàn)工作，然后再將故障天平送權(quán)威部門(mén)，找專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行維修，在維修時(shí)一定要本著不破壞天平原有精確度的原則進(jìn)行維修，維修好后要經(jīng)過(guò)多次的實(shí)驗(yàn)，確保電子天平能夠正常使用。

3 結(jié)束語(yǔ)

作為質(zhì)量分析用的天平，盡管有很多種類(lèi)，而且不同的種類(lèi)的天平的應(yīng)用原理不同，使用范圍不同，使用對(duì)象不同，測(cè)定的精密度也不同，因此，對(duì)其檢定和維修的方法也不同。因此，對(duì)于兩種天平的工作原理、使用方法、檢定和維修等方面，應(yīng)客觀對(duì)待，合理運(yùn)用。

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