一、电子天平及其分类
人们把用电磁力平衡被称物体重力的天平称之为电子天平。其特点是称量准确可靠、显示快速清晰并且具有自动检测系统、简便的自动校准装置以及超载保护等装置。按电子天平的精度可分为以下几类:
1、超微量电子天平超微量天平的最大称量是2至5g,其标尺分度值小于(最大)称量的10-6,如Mettler的UMT2型电子天平等属于超微量电子天平。
2、微量天平微量天平的称量一般在3至50g,其分度值小于(最大)称量的10-5,如Mettler的AT21型电子天平以及Sartoruis的S4型电子天平。
3、半微量天平半微量天平的称量一般在20至100g,其分度值小于(最大)称量的10-5,如Mettler的AE50型电子天平和Sartoruis的M25D型电子天平等均属于此类。
4、常量电子天平此种天平的最大称量一般在100至200g,其分度值小于(最大)称量的10-5,如Mettler的AE200型电子天平和Sartoruis的A120S、A200S型电子天平均属于常量电子天平。
5、分析天平其实电子分析天平,是常量天平、半微量天平、微量天平和超微量天平的总称。
6、精密电子天平这类电子天平是准确度级别为Ⅱ级的电子天平的统称。
二、选购及使用注意事项
1、
(1)如何选择电子天平选择电子天平应该从电子天平的绝对精度(分度值e)上去考虑是否符合称量的精度要求。如选0.1mg精度的天平或0.01mg精度的天平,切忌不可笼统地说要万分之一或十万分之一精度的天平,因为国外有些厂家是用相对精度来衡量天平的,否则买来的天平无法满足用户的需要。例如在实际工作中遇到这样一个情况,用一台实际标尺分度值d为1mg,检定标尺分度值e为10mg,最大称量为200g的Mettler电子天平,用来称量7mg的物体,这样是不能得出准确结果的:在《JJG98-90非自动天平试行检定规程》中规定,最大允许误差与检定标尺分度值“e”为同一数量级,此台天平的最大允许误差为1e,显然不能称量7mg的物体;称量15mg的物体用此类天平也不是较佳选择,因为其测试结果的相对误差会很大,应选择更高一级的天平,有的厂家在出厂时已规定了最小称量的数值。因此我们在选购及使用电子天平时必须考虑精度等级。
(2)对称量范围的要求选择电子天平除了看其精度,还应看最大称量是否满足量程的需要。通常取最大载荷加少许保险系数即可,也就是常用载荷再放宽一些即可,不是越大越好。
2、关于电子天平的校准(使用前一定要仔细阅读说明书)在检定(测试)中我们发现,对天平进行首次计量测试时误差较大,究其原因,相当一部分仪器,在较长的时间间隔内未进行校准,而且认为天平显示零位便可直接称量。(需要指出的是,电子天平开机显示零点,不能说明天平称量的数据准确度符合测试标准,只能说明天平零位稳定性合格。因为衡量一台天平合格与否,还需综合考虑其它技术指标的符合性)。因存放时间较长,位置移动,环境变化或为获得精确测量,天平在使用前一般都应进行校准操作。校准方法分为内校准和外校准两种。德国生产的沙特利斯,瑞士产的梅特勒,上海产的“JA”等系列电子天平均有校准装置。如果使用前不仔细阅读说明书很容易忽略“校准”操作,造成较大称量误差。下面以上海天平仪器厂JA1203型电子天平为例说明如何对天平进行外校准。方法:轻按CAL键当显示器出现CAL-时,即松手,显示器就出现CAL-100其中“100”为闪烁码,表示校准砝码需用100g的标准砝码。此时就把准备好“100g”校准砝码放上称盘,显示器即出现"----"等待状态,经较长时间后显示器出现100.000g,拿去校准砝码,显示器应出现0.000g,若出现不是为零,则再清零,再重复以上校准操作。(注意:为了得到准确的校准结果可以重复以上校准)
有的人认为在电子天平量程范围内称量的物体越重对天平的损害也就越大。这种认识是不完全正确的。一般衡器最大安全载荷是它所能够承受的、不致使其计量性能发生永久性改变的最大静载荷。由于电子天平采用了电磁力自动补偿电路原理,当秤盘加载时(注意不要超过称量范围),电磁力会将秤盘推回到原来的平衡位置,使电磁力与被称物体的重力相平衡,只要在允许范围内称量大小对天平的影响是很小的,不会因长期称重而影响电子天平的准确度。
三、电子天平的维护与保养
1、将天平置于稳定的工作台上避免振动、气流及阳光照射。
2、在使用前调整水平仪气泡至中间位置。
3、电子天平应按说明书的要求进行预热。
4、称量易挥发和具有腐蚀性的物品时,要盛放在密闭的容器中,以免腐蚀和损坏电子天平。
5、经常对电子天平进行自校或定期外校,保证其处于较佳状态。
6、如果电子天平出现故障应及时检修,不可带“病”工作。
7、操作天平不可过载使用以免损坏天平。
8、若长期不用电子天平时应暂时收藏为好。
常用的称量方法有直接称量法、固定质量称量法和递减称量法,现分别介绍如下。
1.直接称量法
此法是将称量物直接放在天平盘上直接称量物体的质量。例如,称量小烧杯的质量,容量器皿校正中称量某容量瓶的质量,重量分析实验中称量某坩埚的质量等,都使用这种称量法。
2.固定质量称量法
此法又称增量法,此法用于称量某一固定质量的试剂(如基准物质)或试样。这种称量操作的速度很慢,适于称量不易吸潮、在空气中能稳定存在的粉末状或小颗粒(最小颗粒应小于0.1mg,以便容易调节其质量)样品。
固定质量称量法如所示。注意:若不慎加入试剂超过指定质量,应先关闭升降旋钮,然后用牛角匙取出多余试剂。重复上述操作,直至试剂质量符合指定要求为止。严格要求时,取出的多余试剂应弃去,不要放回原试剂瓶中。操作时不能将试剂散落于天平盘等容器以外的地方,称好的试剂必须定量地由表面皿等容器直接转入接受容器,此即所谓“定量转移”。
3.递减称量法
又称减量法,此法用于称量一定质量范围的样品或试剂。在称量过程中样品易吸水、易氧化或易与CO2等反应时,可选择此法。由于称取试样的质量是由两次称量之差求得,故也称差减法。
称量步骤如下:
从干燥器中用纸带(或纸片)夹住称量瓶后取出称量瓶(注意:不要让手指直接触及称瓶和瓶盖),用纸片夹住称量瓶盖柄,打开瓶盖,用牛角匙加入适量试样(一般为称一份试样量的整数倍),盖上瓶盖。称出称量瓶加试样后的准确质量。将称量瓶从天平上取出,在接收容器的上方倾斜瓶身,用称量瓶盖轻敲瓶口上部使试样慢慢落入容器中,瓶盖始终不要离开接受器上方。当倾出的试样接近所需量(可从体积上估计或试重得知)时,一边继续用瓶盖轻敲瓶口,一边逐渐将瓶身竖直,使粘附在瓶口上的试样落回称量瓶,然后盖好瓶盖,准确称其质量。两次质量之差,即为试样的质量。按上述方法连续递减,可称量多份试样。有时一次很难得到合乎质量范围要求的试样,可重复上述称量操作1~2次。
解析电子天平原理以及维护保养
电子天平是较新一代的夭平。它是利用电子装置完成电磁力补偿的调节,使物体在重力场中实现力的平街,或通过电磁力矩的调节,使物体在重力场中实现力矩的平衡。
常见电子天平的结构都是机电结合式的,由我荷接受与传通装置、测量与补偿装置等部件组成.可分成顶部承载式和底部承載式两类。
原理
电子天平,用于称量物体质量。
电子天平一般采用应变式传感器、电容式传感器、电磁平衡式传感器。应变式传感器,结构简单、造价低,但精度有限。
在2009年前不能做到很高精度;电容式传感器称量速度快,性价比较高,但也不能达到很高精度;采用电磁平衡传感器的电子天平。其特点是称量准确可靠、显示快速清晰并且具有自动检测系统、简便的自动校准装置以及超载保护等装置。
维护保养
1、将天平置于稳定的工作台上避免振动、气流及阳光照射电子天平
2、在使用前调整水平仪气泡至中间位置。
3、电子天平应按说明书的要求进行预热。
4、称量易挥发和具有腐蚀性的物品时,要盛放在密闭的容器中,以免腐蚀和损坏电子天平。
5、经常对电子天平进行自校或定期外校,保证其处于好的状态。
6、如果电子天平出现故障应及时检修,不可带"病"工作。
7、操作天平不可过载使用以免损坏天平。
8、若长期不用电子天平时应暂时收藏为好。
9、天平砝码维护与保养:
分析天平应按计量部门规定定期校正,并有专人保管,负责维护保养。
天平内应放置干燥剂,常用变色硅胶,应定期更换。
称量不得超过天平的最大载荷。
注意事项
因为天平砝码一般精度都比较高,对环境及操作要求也比较多,日常使用的时候应该注意哪些问题,该如何延长电子分析天平的使用寿命。
1天平砝码不要放置在空调器下的边台上。搬动过的电子分析天平必须重新校正好水平,并对天平的计量性能作全面检查无误后才可使用。
2称取吸湿性、挥发性或腐蚀性物品时,应用称量瓶盖紧后称量,且尽量快速,注意不要将被称物(特别腐蚀性物品)洒落在称盘或底板上;称量完毕,被称物及时带离天平,并搞好称量室的卫生。
3同一个实验应使用同一台天平进行称量,以免因称量而产生误差。
根据电磁基本理论,通电的导线在磁场中将产生电磁力或称安培力。力的方向、磁场方向、电流方向三者互相垂直。当磁场强度不变时,产生电磁力的大小与流过线国的电流强度成正比。