用天平称质量

1、天平的基本知识天平是一种测量物体引力质量的仪器，其种类繁多，应用广泛，不仅 在物理、化学、生物、材料等众多科学实验中发挥重要的作用，而且作为 计量工具，在工农业生产、市场经济和技术部门也发挥了巨大的作用。1、天平的分类天平的分类有各种方法，如按天平结构分类，按天平精度分类，按用 途或称量范围分类等。在这里我们介绍两种分类方法，其他分类方法参阅 计量手册和有关书籍。（1）按天平结构分类等臂天平具有光学读数机械加码装置、岳广由工丁 阻尼天平（有阻尼器）普通标牌天平'）杠杆式结构分类扭幅天平（无阻尼器）等臂双盘天平微分标牌天平（具有光学读数部分或全机械加码及阻尼装置）电感式电子式电容式电磁感

2、应式电阻应变式（2）按量程范围及等级精度分类托盘天平（低精度天平一般称程范 围在gkg之间）量程分类 物理天平（一般精度天平，称程范图F般0 gkg之间）空气阻尼分析天平分析天平 摆动式分析天平（称为高精度天平，量程在mgg之间）光电式分析天平2、天平的结构图1为物理天平的结构图无论是那种天平，天平的结构大致可分为以下几部分：(1)横梁是“天平的心脏”，天平通过它的杠杆作用实现称量，因此 横梁的设计、用料、加工都直接影响它的精度和计量性能。材料一般采用 铝或钢合金，高精度天平则采用非磁性的不锈钢或膨胀系数很小的钛合金。(2)立柱是“天平的脊梁”，作为支撑横梁的骨架。它是一空心金属 柱，垂直地固

3、定在底板上，柱内有制动器升降杆，可带动梁托架和托盘翼 板上下运动。图1物理天平H一止A一横梁；B02 一刀口； C一立柱；D 一刀承；Ei2 一吊耳；Fl2 一秤盘；G止动旋钮；动架I一铅锤；Ji2底脚螺丝； Ki2一调平螺丝；L一指针；M一标尺；N一游码图2为阻尼式分析天平结构图图2阻尼分析天平K调平螺丝；N一游码；P调灵敏度螺丝； Qi2一阻尼盒；R一游码移动杆；其它与物理天平相同图3为光电分析天平结构图67(3)制动系统是控制天平工作和制动横梁及悬挂系统摆动的装置，包括升降杆(立柱内)、盘托等部件。启动旋扭时，与旋扭相连接的开关轴使升降杆上升，带动梁托架和盘托同时运动，此时中刀落在立柱的

4、刀承上，左右耳背落在两只边刀上， 称盘可自由摆动，使天平进入工作状态。反之，关闭旋扭时，天平处于休止状态(4)悬挂系统包括秤盘、吊耳和内阻尼筒等部件。(5)读数系统一般包括两部分，一部分是祛码，另一部分是游码。(6)天平的防护部件，除起到保护天平，还可防止外界气流、热辐射、 湿度和灰尘等对称量的影响。3、天平的主要技术指标(1)天平的载量：是指天平所能承受的最大称程范围。(2)天平的灵敏度：是指天平两侧负载相差一个单位质量时，天平指针偏转的分格数。天平的敏度高，说明天平的性能好。当天平一则增加一 小质量m时，指针向另一则偏转 n个格(div),则天平的灵敏度等于n divss m单位质量(1)

5、(3)天平的感量：是指天平指针偏转一个分格时所加载的祛码数。数值小，说明天平的性能好，即仪器的分辨率高。天平的灵敏度与感量之间的关系互为倒数，则有1质量单位 Rs div(2)(4)天平几个点的概念：天平的停点是指天平指针摆动时最后所停在的位置；天平的零点是指天平空载时的停点；天平的平衡点是指天平调节平衡后空载时天平指针的停点；当天平调节为可测量状态时，天平的零点 和天平的平衡点应该是同一个点。4、天平的测量误差在用天平称质量时，其测量误差主要来源于以下几个方面：（1）天平的示值误差：这部分误差主要属于系统误差 （如天平的不等 臂）和随机误差（如每一次读数的不同）。（2）分度值误差：这部分误差

6、主要属于系统误差。（3）祛码误差：这部分误差也属于系统误差。5-天平的称量方法一一天平的精密称衡（1）交换称衡法（亦称复称法）为了观察和消除可能存在的天平不等臂误差（指这种不等臂误差很小时，否则就要作结构调整了），常用的方法就是交换称衡法， 即先将被测物 体放在左盘，祛码放在右盘，称出质量 m左，然后将被测物体放在右盘，祛 码放在左盘，称出质量m右，观察m左和m右的差异值m,以此判断不等臂误 差的情况。若 m较小，在天平和祛码的允差范围内，重复多次测量，可以 近似用（3）公式求出待测物体的质量 m,消除天平的不等臂误差。m l（m左 m右）（3）2交换称衡法适用于各种等臂天平，是物体质量精密测

7、量和祛码检验的 基本方法之一，弁可对横梁不等臂性误差进行计算和修正。（2）替换法直接替换法适用于等臂和不等臂天平，将标准祛码B置于右盘上，而把与待测物质量相同（同名义质量）的平衡重物T放在左盘，使天平达到平衡，重复数次，记下平衡点位置 Lb （或记下此时称量值）。取出标准祛码 （或取出同样质量的平衡重物），换上待测物体A,若天平的平衡状态被破 坏，则在比较盘中添加或减少标准小祛码b,使天平重新达到平衡，重复数次，记下新的平衡位置La （或记下此时的称量值），待测物体的质量由（4） 式给出mA mB （La Lb）S mb（4）S为最小分度值，mb为添加或减少的标准小祛码，第二项由替换前后 指针偏转方向所定，第三项与在比较盘中是添加还是减少标准小祛码有关。例有一待测物 A约为100g,试用替换法测定其质量，标准祛码 mB （100,007 0,007）g解：