如何正确使用电子天平.docVIP

影响电子天平准确性的两个因素 ——兼论如何正确使用电子天平 陕西省计量测试研究所 刘隽 梅特勒－托利多仪器（上海）有限公司　　傅冰 随着科学技术的发展，电子天平已广泛用于科学技术、工业生产、医药卫生、计量等领域，本文想讨论影响称量结果准确性两个因素：电子天平的正确操作，以及样品本身的自然物理变化影响。 如何正确使用电子天平： 首先，电子天平在称量前要充分预热。电子天平的基本工作原理是平衡，一旦失衡，利用电磁力将天平重新拉回平衡。这个电磁力，是由流经线圈中与物体质量成正比的电流在永久磁钢中产生。显然，电磁力的大小与磁钢的磁通量φ、流经线圈中的电流I及线圈长度L成正比，即F＝φIL。显而易见，当天平处于预热阶段时，随着天平内部温度的升高，磁通量φ会逐渐下降，同时，流经线圈中的电流I也会减小，这样就导致了电磁力变小，天平失去平衡。天平的显示会呈现正的单方向漂移，只有天平经过充分预热，使磁钢达到热平衡，这一变化过程才结束，天平才真正达到平衡。再利用天平的回零/去皮功能，使天平显示回零，此时天平才处于真正可使用状态。 为了减少电子器件，例如变压器、桥式整流器、三端直流稳压集成电路……等发热器件的发热影响，新生代的电子天平都将主要发热器件变压器移至到天平的外部，成为一个独立部分。对于实际分度值为1μg，0.1μg的微量，超微量天平如梅特勒－托利多公司的MT，UMT；XM，UMX天平，都是将称量室与电子部分分开成两个独立的部分。其目的都是为了减小电子部分发热器件的热噪声对天平传感器的热影响，有利于电子天平能更稳定，准确地称量。 另外，电子天平通常都没有类似家用电器的电源开关，只要给天平通电，即使天平显示器上无显示，天平也已处于预热状态。天平上的“ON/OFF”键只是开关显示器而已。因此经常称量的天平不必拨掉电源，让其始终保持通电预热状态，这样可省去预热时间。梅特勒－托利多公司建议用户：使用电子天平，尤其是高精度天平，在条件许可的情况下，长期不断电，保持天平始终处于预热状态。 根据我们的经验，对于进行计量检定的电子天平，实际分度值d≥0.01mg的电子天平，预热时间至少为5小时，当然，低精度的电子天平可以适当减少预热时间。实际分度值d≤0.001mg的微量和超微量电子天平，预热时间则需24小时以上。使用中的天平，预热时间可适当减少，当天平显示器上的示值不再呈现单方向漂移时，回零/去皮后，即可称量。 第二，运动天平。电子天平预热好以后，不要立即进行称量，要进行短暂地加载、缷载运动天平。这一点往往是众多用户所不知或忽视的一步。其实，运动天平的目的很简单，电子天平的传感器通常是由9片或11片簧片构成的弹性支承体，天平传感器就是利用这些簧片进行力的传递，使天平在平衡－失衡－再平衡的过程之中，完成称量。然而，在天平处于长期通电预热阶段或较长时间停止称量时，天平传感器是处于停止工作的休眠状态，当然，这么多的簧片也是处于休眠状态，正由于上述原因，此时簧片的恢复性能不好，若这时进行称量，势必会引起天平加载后回零不好，示值稳定性不好，重复性差，天平无法稳定地称量。这就好比一个人经过了一个晚上的睡眠，筋骨完全处于放松休息状态，若一早起来，就让他进行大运动量工作或运动，这个人肯定吃不消，也出不了好成绩，为此在工作或运动前先必须进行热身运动，做做早操，活动筋骨，然后再投入工作或运动，他才能取得好的工作效率和成绩。 运动天平的方法是用相当天平最大称量的砝码或物体加载到称盘上，然后再缷载，注意，在运动天平时并不在乎它的加载示值和是否回零，这样反复10次或10次以上，让天平传感器的簧片从休眠状态逐渐进入工作状态，天平才能稳定地称量。 根据我们的经验，对于进行计量检定天平，这是必不可少的一步，决不是可有可无，而是必须进行的，否则得不到好的计量结果。这已为大量事实所证明。 使用中的天平，实际分度值d≥0.1mg的天平，可以不作或减少加载和缷载次数。然后回零/去皮后，进行称量。实际分度值d≤0.01mg的半微量、微量和超微量天平，运动天平是必须进行的，否则得不到稳定的称量结果，而且，当这类天平较长时间（＞30分钟）停止称量，在重新开始称量前也都需要再进行一次短暂的加载和缷载运动天平。 第三，校准天平。这是正确使用电子天平必不可少的重要一步，任何电子天平不进行校准，它都是不准的，换句话说，就是得不到准确的称量结果。许多用户都以为校准天平是计量部门的事，一旦他们将天平校准，天平就准确了，以后使用就不必再校准了，其实这种想法是非常错误的。计量部门对天平进行的只是计量性能检定，它主要包括对天平的偏载误差（即四角误差），各个载荷点的准确性及重复性检定。当然，他们在作计量检定前也必须校准天平，否则同样得不到正确的计量检定数据。用户在使用电子天平时，除了前面提到的两个步骤外，还必须校准天平，