二、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各种方法，如如按天平结构构分类，按天天平精度分类类，按用途或或称量范围分分类等。在这这里我们介绍绍两种分类方方法，其他分分类方法参阅阅计量手册和和有关书籍。（1）按天平结结构分类（2）按量程范范围及等级精精度分类2、天平的结构构图1为物理天平平的结构图无论是那种天平平，天平的结结构大致可分分为以下几部部分：（1）横梁是“天平的心脏脏”，天平通过过它的杠杆作作用实现称量量

2、，因此横梁梁的设计、用用料、加工都都直接影响它它的精度和计计量性能。材材料一般采用用铝或钢合金金，高精度天天平则采用非非磁性的不锈锈钢或膨胀系系数很小的钛钛合金。（2）立柱是“天平的脊梁梁”，作为支撑撑横梁的骨架架。它是一空空心金属柱，垂垂直地固定在在底板上，柱柱内有制动器器升降杆，可可带动梁托架架和托盘翼板板上下运动。图1 物理天平图1 物理天平A横梁；刀口；C立柱；D刀承；吊耳；秤盘；G止动旋钮；H止动架I铅锤；底脚螺丝；调平螺丝；L指针；M标尺；N游码图2为阻尼式分分析天平结构构图图2 阻尼分析天平图2 阻尼分析天平K调平螺丝；N游码；P调灵敏度螺丝；阻尼盒；R游码移动杆；其它与物理天平

3、相同图3为光电分析析天平结构图图图3 TG-328B型半自动光电天平图3 TG-328B型半自动光电天平1横梁；2平衡螺丝；3吊耳；4指针；5支点；6框罩；7圈码；8指数盘；9支柱；10梁托架；11阻尼筒；12投影屏；13秤盘；14盘托；15螺旋脚；16脚垫；17开关旋钮；18零点微调杆；19变压器；20电源插头（3）制动系统统是控制天平平工作和制动动横梁及悬挂挂系统摆动的的装置，包括括升降杆（立立柱内）、盘盘托等部件。启启动旋扭时，与与旋扭相连接接的开关轴使使升降杆上升升，带动梁托托架和盘托同同时运动，此此时中刀落在在立柱的刀承承上，左右耳耳背落在两只只边刀上，称称盘可自由摆摆动，使天平平进

4、入工作状状态。反之，关关闭旋扭时，天天平处于休止止状态。（4）悬挂系统统包括秤盘、吊吊耳和内阻尼尼筒等部件。（5）读数系统统一般包括两两部分，一部部分是砝码，另另一部分是游游码。（6）天平的防防护部件，除除起到保护天天平，还可防防止外界气流流、热辐射、湿湿度和灰尘等等对称量的影影响。3、天平的主要要技术指标（1）天平的载载量：是指天天平所能承受受的最大称程程范围。（2）天平的灵灵敏度：是指指天平两侧负负载相差一个个单位质量时时，天平指针针偏转的分格格数。天平的的敏度高，说说明天平的性性能好。当天天平一则增加加一小质量时时，指针向另另一则偏转nn个格（divv），则天平平的灵敏度等等于 （11）

5、（3）天平的感感量：是指天天平指针偏转转一个分格时时所加载的砝砝码数。数值值小，说明天天平的性能好好，即仪器的的分辨率高。天平的灵敏度与与感量之间的的关系互为倒倒数，则有 （22）（4）天平几个个点的概念：天平的停点点是指天平指指针摆动时最最后所停在的的位置；天平平的零点是指指天平空载时时的停点；天天平的平衡点点是指天平调调节平衡后空空载时天平指指针的停点；当天平调节节为可测量状状态时，天平平的零点和天天平的平衡点点应该是同一一个点。4、天平的测量量误差在用天平称质量量时，其测量量误差主要来来源于以下几几个方面：（1）天平的示示值误差：这这部分误差主主要属于系统统误差（如天天平的不等臂臂）和随

6、机误误差（如每一一次读数的不不同）。（2）分度值误误差：这部分分误差主要属属于系统误差差。（3）砝码误差差：这部分误误差也属于系系统误差。5、天平的称量量方法天平的精精密称衡（1）交换称衡衡法（亦称复复称法）为了观察和消除除可能存在的的天平不等臂臂误差（指这这种不等臂误误差很小时，否否则就要作结结构调整了），常常用的方法就就是交换称衡衡法，即先将将被测物体放放在左盘，砝砝码放在右盘盘，称出质量量，然后将被被测物体放在在右盘，砝码码放在左盘，称称出质量，观观察和的差异值，以以此判断不等等臂误差的情情况。若较小小，在天平和和砝码的允差差范围内，重重复多次测量量，可以近似似用（3）公公式求出待测测物

7、体的质量量，消除天平平的不等臂误误差。 （33）交换称衡法适用用于各种等臂臂天平，是物物体质量精密密测量和砝码码检验的基本本方法之一，并并可对横梁不不等臂性误差差进行计算和和修正。（2）替换法直接替换法适用用于等臂和不不等臂天平，将将标准砝码BB置于右盘上上，而把与待待测物质量相相同（同名义义质量）的平平衡重物T放放在左盘，使使天平达到平平衡，重复数数次，记下平平衡点位置（或或记下此时称称量值）。取取出标准砝码码（或取出同同样质量的平平衡重物），换换上待测物体体A，若天平平的平衡状态态被破坏，则则在比较盘中中添加或减少少标准小砝码码b，使天平重重新达到平衡衡，重复数次次，记下新的的平衡位置（或

8、或记下此时的的称量值），待待测物体的质质量由（4）式式给出 （44）S为最小分度值值，为添加或或减少的标准准小砝码，第第二项由替换换前后指针偏偏转方向所定定，第三项与与在比较盘中中是添加还是是减少标准小小砝码有关。例 有一待待测物A约为为100g，试试用替换法测测定其质量，标标准砝码解： 测量数据据如表1所示示表1 替换法法测定质量序号左盘右盘读 数平衡位置添加小砝码左盘右盘1TB-0.1-0.1+0.1-0.12TA+6.6+6.7+6.8+6.8由式（4）可求求出待测物AA的质量为： 替换法操作简便便，用单臂称称量，能消除除不等臂性误误差。6、天平使用注注意事项（1）天平调节节和使用规则则

9、的注意事项项 水平调节：检查水平仪仪的水平泡是是否居中，若若有偏离则表表明天平不水水平，应调节节天平底座的的螺旋脚，使使水泡居中。 零点调节（天天平平衡点的的调节）：当当天平空载且且指针有偏移移时，则调节节横梁上的平平衡螺丝（调调平砝码），进进行水平调节节。 加减砝码时时，动作必须须轻缓，否则则会使刀刃急急触而损坏，造造成计量误差差。 一般在用高高精度分析天天平称量时，应应先用物理天天平粗测一下下样品的质量量，再用高精精度分析天平平精密测量。 在操作过程程中，尽量不不要开启天平平的前门，取取放物体可通通过左侧门，取取放砝码可通通过右侧门，且且开关门时要要轻缓。 每次称量时时，严禁在天天平的工作状状态下增减砝砝码，样品或或砝码尽可能能地放在称盘盘中央，以免免称盘晃动磨磨损刀刃和影影响迅速读数数。（2）天平砝码码使用注意事事项砝码是称量的基基准，必须保保持其质量的的准确性，使使用时应注意意以下几点 取用砝码时时要用镊子，绝绝对禁止直接接用手拿砝码码，镊子不用用时应随时放放在砝码盒内内。 因为砝码和和天平是配套套检定的，即即每架天平都都有它配套的的砝码，因此此在同一实验验中不要随意意更换天平或或砝码。同时时，同一盒砝砝码中各个砝砝码的质量彼彼此都保持一一定的比例关关系，因而不不要将砝码盒盒内的砝码相相互调换。 大砝码置于于称盘中央，小小砝码置于大