機械天平的常見故障與排除方法

綏濱縣檢驗檢測中心 黑龍江 綏濱 156200

前言

在實際的日常使用中,電子天平可能會出現因電量過少、放置的位置不是完全水平而影響稱重數據異常的現象。人們大多數情況下還是選擇使用機械天平。客觀來說,機械天平受到外界環境影響較小,但是在某些情況下仍然需要對機械天平的計量性能進行調整。

1 關于機械天平的簡介

1.1 天平的定義及分類 從狹義上說,天平是指普通的等臂天平,杠桿兩端長度相同,當天平處于水平時,兩端質量相同。但天平的原理從發明到使用,一直到現在都有很多方面的應用,但從廣義上說,天平不僅僅是一種等臂天平,而是一種利用杠桿的平衡原理,制作的等臂天平和等臂天平。這種測量工具在生產和科研實驗中得到了廣泛的應用,在我們的日常生活中起到了很大的作用。但由于從天平生產出來后,必然會出現一定的誤差,再加上人的操作不規范,最終得到的測量數據必然會有誤差。有些情況下,對測量物體質量的要求比較嚴格,因此對操作者的要求也比較高。電光分析儀是應用于化學分析和化學藥品稱重的高精度天平。與檢定天平相比,這類天平精度更高,測量更敏感。將分析天平按稱重范圍和最小分度值劃分,可分為常量、半微量、微量和超微量天平。另外,對精密物品的稱重多采用精密天平,稱重精度最高可達101-106,與前三種天平相比,普通天平使用頻率更高,同時普通天平的稱重誤差更大,操作要求更低,能滿足日常生活需求。

1.2 機械天平的基本性能 所謂天平的基本性能,就是指天平的穩定性、靈敏度、準確度以及指示值的不變性。簡言之,平衡的穩定性就是當平衡受到外界影響時,使機械平衡恢復到精確數值的能力。在一定程度上,機械天平的穩定性說明了機械天平的性能。稱的靈敏性是指,能使稱稱產生示數反應的物體的質量。天平的質量越小,靈敏性就越高,質量越小,靈敏性就越差。對天平的基本要求天平的正確性是用來衡量生產天平的制作水平,其標準是天平雙臂的比例是否恒定、正確。兩臂都有正確的比例尺系數,說明了天平是正確的。當同一物體在一天內測量多次時,天平的示值不變量就會產生誤差,這種誤差越小,說明天平的示值不變量越好。

1.3 機械天平的常見故障 從以上可以看出,機械天平的基本性能是衡量天平性能的一個重要指標,同時機械天平的這些基本性能也會對計量性能產生很大影響。由于人員使用不當或維護不當等原因,造成天平在日常使用過程中出現變形、變形等現象,可能會對測量性能產生影響。假如是在某些對精度要求非常嚴格的場合,有可能因天平誤差而產生不可估量的后果,造成不必要的損失。引起平衡失調的原因很多,大多數是由于平衡裝置內部結構發生了變形而引起的。第一,重力因素可引起內部形變,空氣中的水分可使天平的金屬結構產生銹蝕,同樣會造成形變測量誤差。

2 機械天平計量故障及調整方法

2.1 因重力產生誤差的調整策略 重力是影響機械天平測量精度的一個重要因素。在理論上,重力的影響主要是由于機械天平的中心與重心不能完全吻合所致。可能存在兩種情況:隨遇而安的平衡狀態和不穩定的平衡狀態。隨遇而安是指放置物品時,天平的重心始終與天平的重心相吻合,這是一種理想狀態,在實際測量中基本上是不可能出現的。一般而言,再實際測量的天平大多處于不穩定平衡狀態。這樣情況下的平衡是一種不穩定的平衡,只要外界條件稍有變化,就會使機械天平的兩只手臂傾斜得更大。其原因在于天平的重心與中心不重合,從而嚴重影響了機械天平的穩定性和靈敏度。在平衡失調的情況下,應采用適當的校正方法。在天平的高處,首先要放一個較輕的砝碼,使天平的高處產生較小的傾斜。如果存在一個加速過程,觀察天平兩臂傾斜的過程,則說明引起傾斜的原因是重心過高。這時,應調整天平的位置,重新檢查,當傾速達到較平緩時,則天平的重心與中心重合,基本消除由重力因素引起的測量誤差。

2.2 因結構原因的誤差調整策略 假如重力因素是環境因素造成的,那么由結構引起的天平計量性能的影響就是內部因素。于是結構因素就是內在因素引起的對天平計量性能的影響。在天平的結構上,變形主要影響的是兩個力點和一個支點之間的相對位置,它們之間的相對位置會發生變化,從而使用天平稱量時,物體、砝碼與天平的支撐力之間的合力不能中和,從而不能很好地達到平衡。因此直接影響到稱重的準確性。每天的使用過程中,由于天平的放置與維護不到位,天平會發生不可逆形變,影響天平的稱重性能。檢驗這一變形的方法是利用天平的基本特性,即由兩個力點和一個支點組成的三角形來判定。從理論上講,得到的三角形應該是等腰三角形或三點共線,但由于生產過程中的誤差,在實際生產中并沒有完全的等腰三角形和三點共線。三角的頂點與天平的重心有某種關聯。當三角形的頂點在上端時,當稱重物體質量增加時,重心將繼續下降;反之,當頂點在下端時,重心將繼續上升。事實上,結構因素也是通過天平重心對天平計量性能的影響。如發生結構錯誤,應及時到專業部門維修,以免影響正常使用,造成不必要的后果。

2.3 避免灰塵及銹斑造成的誤差 在天平的使用過程中,由于金屬部件的老化,會被氧氣氧化從而產生鐵銹,造成部件原有的功能喪失或者靈敏度下降,會導致天平的計量性能下降。除此之外,由于使用環境的清潔得不到保障,通常會暴露在多灰塵多雜質的環境中,空氣中的雜質、油脂、塵埃等細小顆粒會富集在天平的零部件上,日積月累會改變零部件的重量,進而使得天平的計量功能不準確,造成計量性能的下降。為了避免或者減少這種因素造成的天平故障,應當對使用中的天平進行清潔維護。在定期對天平進行維護后,能夠對天平部件表面的灰塵及銹跡進行及時的清理,避免造成部件重量的變化。此外還可以使用專用的鐵銹清洗劑,對鐵銹較多的天平進行徹底清理可以提升機械天平的精度,保證天平稱量的準確性。

3 結語

為了保證工作和生活中的機械天平的測量數據的準確性,應當重視機械天平的保養和使用規范,避免天平產生一些固有的故障,通過進行測量行為和日常使用的規范,以及專業的調試工作,能夠保證機械天平計量的準確性。