浅谈电子天平的使用与维护及使用方法

浅谈电子天平的使用与维护及使用方法电子天平是最新一代的天平，是根据电磁力平衡原理，直接称量，全量程不需砝码。放上称量物后，在几秒钟内即达到平衡，显示读数，称量速度快，精度高。电子天平的支承点用弹性簧片，取代机械天平的玛瑙刀口，用差动变压器取代升降枢装置，用数字显示代替指针刻度式。因而，电子天平具有使用寿命长、性能稳定、操作简便和灵敏度高的特点。此外，电子天平还具有自动校正、自动去皮、超载指示、故障报警等功能以及具有质量电信号输出功能，且可与打印机、计算机联用，进一步扩展其功能，如统计称量的最大值、最小值、平均值及标准偏差等。由于电子天平具有机械天平无法比拟的优点，尽管其价格较贵，但也会越来越广泛地应用于各个领域并逐步取代机械天平。1．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:1.1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。1.2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。1.3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。1.4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。1.5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。1.6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。2.电子天平的选购2.1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最佳选择，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。2.2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。3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)中我们会发现，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。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。4电子天平的使用方法（以上海天平仪器厂生产的FA1604型电子天平为例）4.1水平调节4.1.1水平仪气泡的作用电子天平在称量过程中会因为摆放位置不平而产生测量误差，称量精度越高误差就越大（如：精密分析天平、微量天平），为此大多数电子天平都提供了调整水平的功能。电子天平后面都有一个水准泡。水准泡必须位于液腔中央，否则称量不准确。调好之后，应尽量不要搬动，否则，水准泡可能发生偏移，又需重调。电子天平一般有2个调平底座，一般位于后面，也有位于前面的。旋转这两个调平基座，就可以调整天平水平。4.1.2水平仪气泡的调整方法4.1.2.1旋转左或右调平底座，把水准泡先调到液腔左右的中间。单独旋转一个左或右调平底座，其实是调整天平的倾斜度，肯定可以将水准泡调到液腔左右的中间。关键是调哪一个调平底座。初学者可以这样判断，先手动倾斜天平，使水准泡达到液腔左右的中间，然后看调平底座，哪一个高了，或者低了，调整其中一个调平底座的高矮，就可以使水准泡移动到液腔左右的中间。4.1.2.2同时旋转两个调平底座，两手幅度必须一致，都须顺时针或者逆时针，让水准泡在液腔左右的中间线前后移动，最终移动到液腔中央，调平底座同时顺时针或者逆时针旋转，则天平倾斜度不变，这样水准泡就不会脱离液腔左右的中间线，只要旋转方向没有问题，就肯定可以达到液腔中央。4.1.2.3同时顺时针或者逆时针旋转：双手同时旋转调平底座（一只手向胸前，一只手向胸外，方向相反，一般就是同时顺时针或者逆时针旋转底座）4.1.2.4方向问题：初学者不大容易判断方向。可手动抬高底座或另一个支座，使水泡向中央移动，再观察调平底座的位置，看是需要调高还是需要调低。4.2预热。接通电源，预热至规定时间后(天平长时间断电之后再使用时，至少需预热30min)，开启显示器进行操作。4.3开启显示器。轻按ON键，显示器全亮，约2s后，显示天平的型号，然后是称量模式0.0000g。读数时应关上天平门。4.4天平基本模式的选定天平通常为“通常情况”模式，并具有断电记忆功能。使用时若改为其它模式，使用后一经按OFF键，天平即恢复通常情况模式。称量单位的设置等可按说明书进行操作。4.5校准天平安装后，第一次使用前，应对天平进行校准。因存放时间较长、位置移动、环境变化或未获得精确测量，天平在使用前一般都应进行校准操作。本天平采用外校准（有的电子天平具有内校准功能），由TAR键清零及CAL键、100g校准砝码完成。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100.0000g，拿去校准砝码，显示器应出现0.0000g，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最好重复以上校准）4.6称量。按TAR键，显示为零后，置称量物于称盘上，待数字稳定即显示器左下角的“0”标志消失后，即可读出称量物的质量值。4.7去皮称量。按TAR键清零，置容器于称盘上，天平显示容器质量，再按TAR键，显示零，即去除皮重。再置称量物于容器中，或将称量物（粉末状物或液体）逐步加入容器中直至达到所需质量，待显示器左下角“0”消失，这时显示的是称量物的净质量。将称盘上的所有物品拿开后，天平显示负值，按TAR键，天平显示0.0000g。若称量过程中称盘上的总质量超过最大载荷（FA1604型电子天平为160g）时，天平仅显示上部线段，此时应立即减小载荷。4.8称量结束后，若较短时间内还使用天平（或其他人还使用天平）一般不用按OFF键关闭显示器。实验全部结束后，关闭显示器，切断电源，若短时间内（例如2h内）还使用天平，可不必切断电源，再用时可省去预热时间。若当天不再使用天平，应拔下电源插头。5称量方法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。5.1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。5.2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。固定质量称量法应注意：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”。5．3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。5.3.1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。5.3.2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。5.3.3两次质量之差，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6电子天平的使用方法探讨6.1在检测中需要容器盛装物质称量时，有的物质会粘在容器上，当粘在容器上的物质超过称量精度时，对检测就会产生误差，而电子天平就能方便地测得粘在容器上的物质。只要再把容器放上去称一下，就知道有没有超过称量精度。6.2电子天平的去皮功能机械天平称量时，必须先称出容器重量，而电子天平就可以用去皮功能，不论是直接称量还是差减称量都很方便，而且对称量精度有所提高，如在集料筛分试验时，用去皮功能使操作既方便又精确，筛分时要把每一分计筛余进行称量，当把筛上集料取下时容易丢失，特别是细集料更容易丢失，导致累计筛余与总量之比超出标准要求，如果利用电子天平的去皮功能进行称量，就不用考虑集料的丢失，先把筛子与集料一起在电子天平上称量，然后按一下去皮键，把筛子上的集料清理干净，在清理时还可轻拍筛框清理集料，把清理干净的筛子在电子天平上称一下，这是电子天平上会显示一个负数，该值的绝对值即是集料的质量。6.3用电子天平替代量水器电子天平的精确度完全可以达到量水器的要求，而量水器的半月面目视液面就有一定误差，在使用久时不及时清洗容易结上污垢，所以要正常进行校正，为此电子天平替代量水器，是一种新的选择，但在称量时还是要注意到容器上的液体还存在多少，否则误差还是会很大的，可进行这样操作，先置容器于电子天平上，按一下去皮键，按规定称量称至要求，这时倒出液体后再往电子天平上称一下，会显示一个数值即为误差值，有时候会出现一个负数，这时就应用吸管补足，反之用吸管吸回。7电子天平的维护与保养7.1电子天平安装室的环境要求7.1.1房间应避免阳光直射，最好选择阴面房间或采用遮光办法。7.1.2应远离震源，如铁路、公路、震动机等震动机械，无法避免时应采取防震措施。