淺談電光分析天平的構(gòu)造及其投影屏常見故障

摘 ?要：本文分析了電光分析天平的構(gòu)造，以及在使用中，投影屏常見的幾種故障以及相應(yīng)的解決辦法。

關(guān)鍵詞：電光分析天平;構(gòu)造;投影屏;故障。

電光分析天平在實(shí)驗(yàn)中常常作為質(zhì)量稱量的計量器具，如圖所示。無論是全自動，還是半自動電光分析天平，都具有稱量準(zhǔn)確，穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。

1.電光分析天平具有如下構(gòu)造：

1.1天平梁

天平梁是天平的主要部件，它是由質(zhì)輕而堅(jiān)硬、膨脹系數(shù)小的鋁銅合金制成。梁上裝有3個三棱形的瑪瑙刀，正中間的一個稱為支點(diǎn)刀，刀刃向下，天平啟動后，它作為天平梁的支點(diǎn)。另外2個裝在距支點(diǎn)刀等距離的天平梁兩端，稱為承重刀，刀刃向上，天平啟動后，天平盤懸掛其上，3個刀刃必須完全平行，并且位于同一個水平面上。

1.2天平支柱

天平支柱是金屬制作的中空圓柱，下端固定在天平底座中央，起支撐天平梁的作用。柱的上方嵌有一塊瑪瑙平板，用于承放支點(diǎn)刀。天平支柱的上部還裝有能升降的托梁架，它在關(guān)閉天平時托起天平梁，使刀口脫離瑪瑙板以減少磨損。天平柱的后上方裝有氣泡水平儀，用來指示天平位置是否水平。

1.3懸掛系統(tǒng)

在天平梁兩端的承重刀上各懸掛一個吊耳。吊耳的上鉤掛有秤盤，左盤放稱量物，右盤放砝碼。吊耳的下鉤掛空氣阻尼器。阻尼器由2個金屬圓筒組成，外筒固定在天平支柱上，開口向上;內(nèi)筒比外筒略小，開口向下，掛在吊耳上。兩筒間隙均勻，沒有摩擦，當(dāng)天平梁擺動時，阻尼器的內(nèi)筒上下移動，上升時阻尼器筒內(nèi)形成負(fù)壓，下降時阻尼器筒內(nèi)形成正壓，從而阻礙天平梁的擺動。使天平梁盡快趨于平衡狀態(tài)，加快稱量速度。同時避免劇烈振動，保護(hù)天平。

1.4機(jī)械加碼裝置

轉(zhuǎn)動指數(shù)盤，可在天平梁右端吊耳上加10～990mg的圈碼。指數(shù)盤上刻有圈碼的質(zhì)量，內(nèi)層為10～90mg組圈碼，外層為100～900mg組圈碼。

1.5光學(xué)讀數(shù)系統(tǒng)

光學(xué)讀數(shù)系統(tǒng)包括廣源、透鏡、反射鏡和投影屏，其作用是將指針下端的微分標(biāo)尺的像放大，并映在投影屏上，可直接讀出0.1～10mg以內(nèi)的數(shù)值。天平箱下的調(diào)屏拉桿可將光屏在小范圍內(nèi)左右移動，用于細(xì)調(diào)天平的零點(diǎn)。

1.6盤托和升降樞

在天平秤盤下面裝有盤托，使天平盤在不稱量時穩(wěn)定，并防止稱量時天平梁傾斜過度。升降樞是天平的制動系統(tǒng)。它連接著托梁架、盤托和光源。開啟天平時，順時針旋轉(zhuǎn)升降旋鈕，托梁架下降，梁上的3個刀口與相應(yīng)的瑪瑙刀承接觸，盤托也下降，吊耳和秤盤自由擺動，同時接通了電源，投影屏上顯示出標(biāo)尺的投影，天平進(jìn)入工作狀態(tài)。停止稱量時，逆時針旋轉(zhuǎn)升降旋鈕，托梁架和盤托上升，天平梁和秤盤被托住，刀口與刀承分開，光源切斷，天平處于休止?fàn)顟B(tài)。

1.7天平箱

天平箱用以保護(hù)天平不受灰塵、熱源、潮濕、氣流等外界條件的影響。天平箱下裝有3只腳，前面2只是供調(diào)節(jié)天平水平位置的螺旋腳，后面1只腳是固定的，3只腳都放在墊腳中。天平箱有3個可以拉動的門。前門可上下拉動，供安裝或調(diào)試天平時使用;兩邊的側(cè)門可以前后拉動，供取放砝碼和稱量物之用。

1.8砝碼

每臺天平都附有一盒配套的砝碼。為了便于稱量，砝碼的大小有一定的組合規(guī)律。通常采用5、2、2、1系統(tǒng)組合，并按固定的順序放在砝碼盒中，最大為100g，最小為1g，共9個破碼。面值相同的兩個破碼，其實(shí)際質(zhì)量可能有微小的差別，其中的一個打上標(biāo)記，以示區(qū)別。為了減小稱量誤差，在同一實(shí)驗(yàn)的稱量中，應(yīng)盡量使用同一砝碼。砝碼在長期使用后，其質(zhì)量或多或少會有些改變，應(yīng)該隔一定時間予以校準(zhǔn)。

2.電光分析天平也有其弊端，比如由于使用時間較長，投影屏指示會發(fā)生一些故障，常見的就有以下幾種情況：

2.1接通電源，打開天平開關(guān)旋鈕后，雖然天平指針擺動，但投影屏沒有亮光，沒有任何指示標(biāo)尺。

此時，我們應(yīng)檢查天平的光學(xué)讀數(shù)系統(tǒng)。首先看接通電源后，燈泡是否被點(diǎn)亮，如果不亮，說明光源出現(xiàn)故障，應(yīng)更換新的燈泡。燈泡如果亮，再檢查天平底座下連接光源和投影屏的金屬片的接觸點(diǎn)，如果接觸點(diǎn)在天平打開后合在一起，投影屏不亮，很有可能是金屬片的觸點(diǎn)由于使用時間較長，表面形成氧化膜，造成接觸不良而不能導(dǎo)電，此情況下需用細(xì)砂布輕擦其表面，除去氧化膜即可。如果觸點(diǎn)不能合在一起，應(yīng)校正一下兩個金屬片，使觸點(diǎn)吻合，并保證接觸良好。

2.2在稱量物品時，無論增加砝碼，還是減少砝碼，投影屏指示狀況不變。

這種現(xiàn)象通常是在稱量物體的某個稱量范圍內(nèi)出現(xiàn)，不但投影屏指示標(biāo)尺不變化，而且天平指針也不擺動。這時應(yīng)檢查天平的掛碼系統(tǒng)，特別是出現(xiàn)故障的稱量范圍內(nèi)的掛碼。很可能是由于長時間使用，機(jī)械加碼裝置磨損，加碼桿移動，造成砝碼之間的刮碰，無法加減重量。檢查出哪組加碼桿上的砝碼后，調(diào)整至正常狀態(tài)即可。

2.3投影屏指示飄移，讀數(shù)不穩(wěn)。

造成這種情況的原因通常有以下幾種情況：

（1）天平所在的室內(nèi)環(huán)境潮濕，相對濕度大于75%。這時我們需要改變室內(nèi)環(huán)境，降低濕度。天平內(nèi)也更換心得干燥劑，改變潮濕條件，就能消除。

（2）天平所處室內(nèi)溫度不穩(wěn)定，有氣流擾動。這種情況，我們應(yīng)設(shè)法保持天平室內(nèi)溫度穩(wěn)定，排除氣流擾動，故障也可排除。

（3）稱量的物品本身具有揮發(fā)性，或者本身不清潔，粘有揮發(fā)性的物質(zhì)。隨著稱量過程，物品質(zhì)量發(fā)生變化。這時，我們要先判斷是否被測物品本身具有揮發(fā)性，或者本身粘有揮發(fā)性的物質(zhì)。我們要使用與被稱物拼質(zhì)量相同或相近的砝碼代替被測物品質(zhì)量，如果改用砝碼稱量后，指針不飄移，則說明被測物品是具有揮發(fā)性的，或被測物品粘有揮發(fā)性物質(zhì);如果改用砝碼稱量，指針仍飄移，則說明造成飄移的原因是其他幾種情況。

（4）物品的溫度與天平室內(nèi)溫度相差較大。這時物品本身溫度變化造成質(zhì)量輕微變化。此時應(yīng)停止稱量，靜置被測物品一段時間，使物品溫度與室溫相同后，再進(jìn)行操作。

參考文獻(xiàn)

[1]張少勇.電光分析天平計量性能的判斷和調(diào)修，安慶師范學(xué)院學(xué)報，2002年5月第8卷第2期：57-59。

[2]李占宏，柳建明.JJG98-2006機(jī)械天平，中國計量出版社，2006。

[3]趙錦利，電子天平的原理及使用中的故障分析與排除，科學(xué)學(xué)報，2010（5）：23

作者簡介：閆大鵬，男，工程師。