淺談天平的檢定和維修

陶德榮

摘 要：對于科研人員和生產(chǎn)制造部門而言，天平是日常工作中衡量物品的常規(guī)性工具，然而在天平的使用過程中，總會出現(xiàn)一些問題。通過研究天平的工作原理，我們可以在天平出現(xiàn)一些故障時自行進行維修。本文簡要介紹了一些工作中常用到的天平種類，分析其工作原理，對于其易產(chǎn)生的故障和維護方法進行總結(jié)說明。

關(guān)鍵詞：天平；檢定；維修

在我國古代，天平就作為一種常規(guī)性的稱重計量工具被廣泛的使用。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，天平并沒有被取代，而是衍生出了多種形態(tài)，針對不同物品的種類與重量等進行了詳細的區(qū)分，這樣使天平在需要稱量的范圍內(nèi)更加精準。機械操作天平在隨著現(xiàn)代科技水平的發(fā)展，融合了先進技術(shù)，逐漸成為高精度的電子分析天平。在實驗室及科學(xué)研發(fā)領(lǐng)域，電子分析天平以其高精準性、易操作性，完善了機械天平的不足，并取代了機械天平。現(xiàn)在，機械天平與電子分析天平都被廣泛地應(yīng)用于不同的領(lǐng)域之中。本文對機械天平與電子分析天平的工作原理、檢定與維修方法進行簡要說明。

1 關(guān)于天平的工作原理

1.1 杠桿原理

杠桿原理是扭力天平的工作原理。重力場發(fā)生變化，金屬桿產(chǎn)生偏移。當(dāng)扭力天平的秤盤受到一個力的壓迫時，橫梁不再保持水平，有力的那一側(cè)就會下沉，反之，沒有力的一方就會抬起。要使橫梁回到水平的位置上就需要在沒有力的一側(cè)施加一個相同的力，在反方向扭轉(zhuǎn)螺絲時就是產(chǎn)生力的過程。因為兩個相等的力，金屬桿回到水平狀態(tài)。

1.2 關(guān)于電子分析天平的操作原理

電子分析天平具有外置砝碼、自動調(diào)整、線性校準、自動排障與超重保護等功能，利用最新的電磁式稱量傳感器，在承重物體時更具有精準性。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(dāng)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(dāng)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(dāng)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 關(guān)于天平的檢定與維修

2.1 關(guān)于機械天平的檢定

機械天平的種類、型號繁多簡要說明其基本檢定的過程。對于機械天平的檢定首要是確認天平在外觀上是否有損壞。當(dāng)沒有損壞或損壞不影響天平時，檢查天平是否因氣流、震動或磁場產(chǎn)生的問題產(chǎn)生偏差，檢定天平的工作臺的穩(wěn)定、平衡，通過調(diào)整螺絲，使天平處于平衡狀態(tài)。在將天平清潔后，連通電源。電源的連通與否取決于具體的天平型號。天平的合格標準是根據(jù)相關(guān)規(guī)定計算得出的，根據(jù)具體的型號，檢查天平。當(dāng)檢定完畢后要保持天平的衛(wèi)生，對天平進行清潔與電源關(guān)閉。以上操作均符合標準的才可以具有檢定合格證書，反之則沒有。

2.2 關(guān)于機械天平的維護

2.2.1 跳針或關(guān)不住

在天平內(nèi)部，由兩片位置不同的簧片使金屬橫梁管懸掛起來的。所以當(dāng)天平出現(xiàn)跳針或者關(guān)不住的情況時，是因為支撐金屬橫梁管的支撐腳出現(xiàn)了變動。當(dāng)支撐腳過于彎曲時，橫梁變低，天平就會產(chǎn)生關(guān)不住的現(xiàn)象；當(dāng)支撐腳過直時，衡量變高，天平就會產(chǎn)生跳針的現(xiàn)象。這兩種情況發(fā)生時，只需要調(diào)整支撐腳的彎直就可以解決問題。

2.2.2 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(dāng)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。

2.2.3 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)。

2.2.4 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)，基本這有兩種情況：空載示值變動和加載卸載示值變動。其一為空載變動性，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。其二為加載卸載的變動性，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(dāng)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(dāng)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。

結(jié)束語

天平因為種類多樣，應(yīng)用范圍的存在差異，工作原理不盡相同，操作對象極為廣泛，刻度單位不同，所以不可能有相同的檢定與維修的方法。因此，在天平進行檢驗和維修時，要根據(jù)不同天平的差異、操作原理與方法，具體問題具體分析，才能達到檢定和維修的目的。

參考文獻

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