电子天平分类及其正确使用与维护(来源:上海本熙测控设备科技有限公司)
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ZUI大称量是2至5g,其标尺分度值小于(ZUI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(ZUI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(ZUI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ZUI大称量一般在100至200g,其分度值小于(ZUI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、如何选择电子天平选择电子天平应该从电子天平的精度(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,ZUI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,ZUI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ZUI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ZUI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ZUI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ZUI大称量是否满足量程的需要。通常取ZUI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,上海本熙科技代理销售的产的“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重复以上校准
1、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ZUI大安全载荷是它所能够承受的、不致使其计量性能发生不可逆转性改变的ZUI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ZUI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。
用天平称物品的学问
我们先来研究一下只许在天平的一边盘上放砝码,要求一次称出物品重量的情况。
例如:在天平的一边盘上放砝码,要把1克到3O克整克重的物品,都能一次性地分别称出来,至少要备置几个什么样的砝码? 要“一次性”称出,又要做到砝码的个数“少”,各个砝码的克数不要相同,能将几个砝码拼凑成要称的重量,就尽量拼凑。显然,1克、2克的砝码是不可少的。1+2=3(克),3克的砝码可以不要。利用1克、2克的砝码各一个,无论怎么也不能一次称出4克的重量,必须要有一个4克砝码。有了4克的砝码,再配上1克、2克的砝码,就能分别称出5克、6克、7克的重量来。顺着这个思路,我们模拟天平称物的情况,制得下表:
放置砝码(克) 称出物品重量(克)
1 1
2 2
3+1 3
4 4
4+1 5
4+2 6
4+2+1 7
8 8
…… ……
8+4+2+1 15
16 16
…… ……
16+8+4+2 30
16+8+4+2+1 31
从表中可以看出,称3O克重量的物品时,用了4个砝码;但要分别称出1克到3O克的整克重量的物品时,需准备的砝码应该是5个,即1克、2克、4克、8克、16克,并且利用这5个砝码的ZUI大称重量是1+2+4+8+16=31(克)。
找一找,l克、2克、4克、8克、16克这5个按从轻到重的顺序排列的砝码之间有什么关系?我们不难发现,相邻的两个砝码的重量,较重的是较轻的2倍。由此可知,只许在天平一边盘上放砝码,并且要求一次性分别称出1克至若干千克整克重的物品,至少需备置的各个砝码的重量,第1个是1克,其余可依次按“2倍法”得出。
电子天平的载重不应过载重量原因说明:
电子天平的载重不应过载重量。物体应放在盘的。开关天平要轻。加、取物体或砝码时,应先关闭天平升降旋钮,不得在天平打开的情况下加、取物体或砝码,以避免震动损坏天平刀口。
作为标定、检验衡器的工具,标准砝码在校准中起着关的作用,是校准电子天平为、为普遍的工具。但用砝码校准电子天平不是随便拿一个砝码就可以的,需要选择适合的砝码才能准确的校准天平。
标准砝码是一种能够复现质量值的实体量具,具有的物理特性和计量特性,计量组织对标准砝码进行了明确的分级,将砝码等级分为9个:E1等级、E2等级、F1等级、F2等级、M1等级、M12等级、M2等级、M23等级、M3等级。所谓的等指的是砝码的不确定度,有修正值;级是指示值误差,没有修正值,砝码的示值误差在允许范围内便是合格的。
校准砝码
我们在给电子天平选择校准用的标准砝码时,主要需要考虑的是砝码的允差(MPE),不同等级的标准砝码都有各自的误差允许范围,误差值是以毫克为单位标准,具体参考如下:
在标称值相同的情况下,砝码允差的大小跟砝码的等级高低是成反比的,砝码等级相同的情况下,允差的大小跟质量标称值大小成正比。
校准电子天平的砝码需要跟天平的精度相匹配,精度、准确度越高的天平,就需要选择较高等级的砝码校准,这样得出的数据就会更加。例如,十万分之一的天平需要用E1、E2等级的标准砝码校准,万分之平要用E2、F1等级的砝码校准,以此类推。用高等级的砝码校准低精度的电子天平是可以的,但是高等级砝码费用高;用低等级的砝码校准高精度的电子天平是不可以的,这样校准出来的电子天平误差就大,准确度就不高了。所以,选择适当的砝码校准电子天平是有必要的。
注意事项
1、分析天平应设置在室温均匀的房间里,并安装牢固的台面上,避免震动、潮湿、阳光直接照射和防止腐蚀气体的侵袭。
2、作同一分析工作,用使用同一台分析天平和相配套的砝码。