用天平稱質(zhì)量

1、天平的基本知識(shí)天平是一種測(cè)量物體引力質(zhì)量的儀器，其種類繁多，應(yīng)用廣泛，不僅 在物理、化學(xué)、生物、材料等眾多科學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮重要的作用，而且作為 計(jì)量工具，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)部門也發(fā)揮了巨大的作用。1、天平的分類天平的分類有各種方法，如按天平結(jié)構(gòu)分類，按天平精度分類，按用 途或稱量范圍分類等。在這里我們介紹兩種分類方法，其他分類方法參閱 計(jì)量手冊(cè)和有關(guān)書籍。（1）按天平結(jié)構(gòu)分類等臂天平具有光學(xué)讀數(shù)機(jī)械加碼裝置、岳廣由工丁 阻尼天平（有阻尼器）普通標(biāo)牌天平'）杠桿式結(jié)構(gòu)分類扭幅天平（無阻尼器）等臂雙盤天平微分標(biāo)牌天平（具有光學(xué)讀數(shù)部分或全機(jī)械加碼及阻尼裝置）電感式電子式電容式電磁感

2、應(yīng)式電阻應(yīng)變式（2）按量程范圍及等級(jí)精度分類托盤天平（低精度天平一般稱程范 圍在gkg之間）量程分類 物理天平（一般精度天平，稱程范圖F般0 gkg之間）空氣阻尼分析天平分析天平 擺動(dòng)式分析天平（稱為高精度天平，量程在mgg之間）光電式分析天平2、天平的結(jié)構(gòu)圖1為物理天平的結(jié)構(gòu)圖無論是那種天平，天平的結(jié)構(gòu)大致可分為以下幾部分：(1)橫梁是“天平的心臟”，天平通過它的杠桿作用實(shí)現(xiàn)稱量，因此 橫梁的設(shè)計(jì)、用料、加工都直接影響它的精度和計(jì)量性能。材料一般采用 鋁或鋼合金，高精度天平則采用非磁性的不銹鋼或膨脹系數(shù)很小的鈦合金。(2)立柱是“天平的脊梁”，作為支撐橫梁的骨架。它是一空心金屬 柱，垂直地固

3、定在底板上，柱內(nèi)有制動(dòng)器升降桿，可帶動(dòng)梁托架和托盤翼 板上下運(yùn)動(dòng)。圖1物理天平H一止A一橫梁；B02 一刀口； C一立柱；D 一刀承；Ei2 一吊耳；Fl2 一秤盤；G止動(dòng)旋鈕；動(dòng)架I一鉛錘；Ji2底腳螺絲； Ki2一調(diào)平螺絲；L一指針；M一標(biāo)尺；N一游碼圖2為阻尼式分析天平結(jié)構(gòu)圖圖2阻尼分析天平K調(diào)平螺絲；N一游碼；P調(diào)靈敏度螺絲； Qi2一阻尼盒；R一游碼移動(dòng)桿；其它與物理天平相同圖3為光電分析天平結(jié)構(gòu)圖67(3)制動(dòng)系統(tǒng)是控制天平工作和制動(dòng)橫梁及懸掛系統(tǒng)擺動(dòng)的裝置，包括升降桿(立柱內(nèi))、盤托等部件。啟動(dòng)旋扭時(shí)，與旋扭相連接的開關(guān)軸使升降桿上升，帶動(dòng)梁托架和盤托同時(shí)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)中刀落在立柱的

4、刀承上，左右耳背落在兩只邊刀上， 稱盤可自由擺動(dòng)，使天平進(jìn)入工作狀態(tài)。反之，關(guān)閉旋扭時(shí)，天平處于休止?fàn)顟B(tài)(4)懸掛系統(tǒng)包括秤盤、吊耳和內(nèi)阻尼筒等部件。(5)讀數(shù)系統(tǒng)一般包括兩部分，一部分是祛碼，另一部分是游碼。(6)天平的防護(hù)部件，除起到保護(hù)天平，還可防止外界氣流、熱輻射、 濕度和灰塵等對(duì)稱量的影響。3、天平的主要技術(shù)指標(biāo)(1)天平的載量：是指天平所能承受的最大稱程范圍。(2)天平的靈敏度：是指天平兩側(cè)負(fù)載相差一個(gè)單位質(zhì)量時(shí)，天平指針偏轉(zhuǎn)的分格數(shù)。天平的敏度高，說明天平的性能好。當(dāng)天平一則增加一 小質(zhì)量m時(shí)，指針向另一則偏轉(zhuǎn) n個(gè)格(div),則天平的靈敏度等于n divss m單位質(zhì)量(1)

5、(3)天平的感量：是指天平指針偏轉(zhuǎn)一個(gè)分格時(shí)所加載的祛碼數(shù)。數(shù)值小，說明天平的性能好，即儀器的分辨率高。天平的靈敏度與感量之間的關(guān)系互為倒數(shù)，則有1質(zhì)量單位 Rs div(2)(4)天平幾個(gè)點(diǎn)的概念：天平的停點(diǎn)是指天平指針擺動(dòng)時(shí)最后所停在的位置；天平的零點(diǎn)是指天平空載時(shí)的停點(diǎn)；天平的平衡點(diǎn)是指天平調(diào)節(jié)平衡后空載時(shí)天平指針的停點(diǎn)；當(dāng)天平調(diào)節(jié)為可測(cè)量狀態(tài)時(shí)，天平的零點(diǎn) 和天平的平衡點(diǎn)應(yīng)該是同一個(gè)點(diǎn)。4、天平的測(cè)量誤差在用天平稱質(zhì)量時(shí)，其測(cè)量誤差主要來源于以下幾個(gè)方面：（1）天平的示值誤差：這部分誤差主要屬于系統(tǒng)誤差 （如天平的不等 臂）和隨機(jī)誤差（如每一次讀數(shù)的不同）。（2）分度值誤差：這部分誤差

6、主要屬于系統(tǒng)誤差。（3）祛碼誤差：這部分誤差也屬于系統(tǒng)誤差。5-天平的稱量方法一一天平的精密稱衡（1）交換稱衡法（亦稱復(fù)稱法）為了觀察和消除可能存在的天平不等臂誤差（指這種不等臂誤差很小時(shí)，否則就要作結(jié)構(gòu)調(diào)整了），常用的方法就是交換稱衡法， 即先將被測(cè)物 體放在左盤，祛碼放在右盤，稱出質(zhì)量 m左，然后將被測(cè)物體放在右盤，祛 碼放在左盤，稱出質(zhì)量m右，觀察m左和m右的差異值m,以此判斷不等臂誤 差的情況。若 m較小，在天平和祛碼的允差范圍內(nèi)，重復(fù)多次測(cè)量，可以 近似用（3）公式求出待測(cè)物體的質(zhì)量 m,消除天平的不等臂誤差。m l（m左 m右）（3）2交換稱衡法適用于各種等臂天平，是物體質(zhì)量精密測(cè)

7、量和祛碼檢驗(yàn)的 基本方法之一，弁可對(duì)橫梁不等臂性誤差進(jìn)行計(jì)算和修正。（2）替換法直接替換法適用于等臂和不等臂天平，將標(biāo)準(zhǔn)祛碼B置于右盤上，而把與待測(cè)物質(zhì)量相同（同名義質(zhì)量）的平衡重物T放在左盤，使天平達(dá)到平衡，重復(fù)數(shù)次，記下平衡點(diǎn)位置 Lb （或記下此時(shí)稱量值）。取出標(biāo)準(zhǔn)祛碼 （或取出同樣質(zhì)量的平衡重物），換上待測(cè)物體A,若天平的平衡狀態(tài)被破 壞，則在比較盤中添加或減少標(biāo)準(zhǔn)小祛碼b,使天平重新達(dá)到平衡，重復(fù)數(shù)次，記下新的平衡位置La （或記下此時(shí)的稱量值），待測(cè)物體的質(zhì)量由（4） 式給出mA mB （La Lb）S mb（4）S為最小分度值，mb為添加或減少的標(biāo)準(zhǔn)小祛碼，第二項(xiàng)由替換前后 指針偏轉(zhuǎn)方向所定，第三項(xiàng)與在比較盤中是添加還是減少標(biāo)準(zhǔn)小祛碼有關(guān)。例有一待測(cè)物 A約為100g,試用替換法測(cè)定其質(zhì)量，標(biāo)準(zhǔn)祛碼 mB （100,007 0,007）g解：