淺談電光分析天平的構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造，以及在使用中，投影屏常見的幾種故障以及相應的解決辦法。

關鍵詞：電光分析天平;構造;投影屏;故障。

電光分析天平在實驗中常常作為質量稱量的計量器具，如圖所示。無論是全自動，還是半自動電光分析天平，都具有稱量準確，穩定性好的特點。

1.電光分析天平具有如下構造：

1.1天平梁

天平梁是天平的主要部件，它是由質輕而堅硬、膨脹系數小的鋁銅合金制成。梁上裝有3個三棱形的瑪瑙刀，正中間的一個稱為支點刀，刀刃向下，天平啟動后，它作為天平梁的支點。另外2個裝在距支點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，用于承放支點刀。天平支柱的上部還裝有能升降的托梁架，它在關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

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，當天平梁擺動時，阻尼器的內筒上下移動，上升時阻尼器筒內形成負壓，下降時阻尼器筒內形成正壓，從而阻礙天平梁的擺動。使天平梁盡快趨于平衡狀態，加快稱量速度。同時避免劇烈振動，保護天平。

1.4機械加碼裝置

轉動指數盤，可在天平梁右端吊耳上加10～990mg的圈碼。指數盤上刻有圈碼的質量，內層為10～90mg組圈碼，外層為100～900mg組圈碼。

1.5光學讀數系統

光學讀數系統包括廣源、透鏡、反射鏡和投影屏，其作用是將指針下端的微分標尺的像放大，并映在投影屏上，可直接讀出0.1～10mg以內的數值。天平箱下的調屏拉桿可將光屏在小范圍內左右移動，用于細調天平的零點。

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。它連接著托梁架、盤托和光源。開啟天平時，順時針旋轉升降旋鈕，托梁架下降，梁上的3個刀口與相應的瑪瑙刀承接觸，盤托也下降，吊耳和秤盤自由擺動，同時接通了電源，投影屏上顯示出標尺的投影，天平進入工作狀態。停止稱量時，逆時針旋轉升降旋鈕，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，天平處于休止狀態。

1.7天平箱

天平箱用以保護天平不受灰塵、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只是供調節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，供安裝或調試天平時使用;兩邊的側門可以前后拉動，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律。通常采用5、2、2、1系統組合，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，其實際質量可能有微小的差別，其中的一個打上標記，以示區別。為了減小稱量誤差，在同一實驗的稱量中，應盡量使用同一砝碼。砝碼在長期使用后，其質量或多或少會有些改變，應該隔一定時間予以校準。

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，沒有任何指示標尺。

此時，我們應檢查天平的光學讀數系統。首先看接通電源后，燈泡是否被點亮，如果不亮，說明光源出現故障，應更換新的燈泡。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，如果接觸點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電，此情況下需用細砂布輕擦其表面，除去氧化膜即可。如果觸點不能合在一起，應校正一下兩個金屬片，使觸點吻合，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。

這種現象通常是在稱量物體的某個稱量范圍內出現，不但投影屏指示標尺不變化，而且天平指針也不擺動。這時應檢查天平的掛碼系統，特別是出現故障的稱量范圍內的掛碼。很可能是由于長時間使用，機械加碼裝置磨損，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，調整至正常狀態即可。

2.3投影屏指示飄移，讀數不穩。

造成這種情況的原因通常有以下幾種情況：

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

（2）天平所處室內溫度不穩定，有氣流擾動。這種情況，我們應設法保持天平室內溫度穩定，排除氣流擾動，故障也可排除。

（3）稱量的物品本身具有揮發性，或者本身不清潔，粘有揮發性的物質。隨著稱量過程，物品質量發生變化。這時，我們要先判斷是否被測物品本身具有揮發性，或者本身粘有揮發性的物質。我們要使用與被稱物拼質量相同或相近的砝碼代替被測物品質量，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性的，或被測物品粘有揮發性物質;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溫度相差較大。這時物品本身溫度變化造成質量輕微變化。此時應停止稱量，靜置被測物品一段時間，使物品溫度與室溫相同后，再進行操作。

參考文獻

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作者簡介：閆大鵬，男，工程師。