天平基础知识

奥豪斯仪器(上海)有限公司

天平培训材料天平基本原理机械天平:杠杆原理,弹簧原理电子天平:电磁补偿原理,应变电阻原理,振弦原理电磁补偿原理天平用电磁力平衡被称物的重量

d=实际分度值天平可以显示的最小读数或两个显示读数之间的最小增量

e=检定分度值

OIML国际法定计量组织/合法贸易结算接受的仪器可读性；是经检定认证后的任意两个显示读数之间的最小增量中国计量检定规程有关规定：有刻度、有辅助装置的天平，其检定分度值e应当满足：d<e≤10d天平技术指标_分度值天平的分类和等级天平可分为“标准天平”和“工作用天平”.凡直接用于检定传递砝码质量量值的天平均称为“标准天平”,如比较器。其他的天平,一律称为“工作用天平”.天平可分为级IIIIIIIIII天平等级的判断n.检定分度数Max.最大称量e.检定标尺分度值n=Max/e例如:CP214d=0.1mg,e=1mgn=200/0.001=2x105对照下表,得出CP214属于级天平.I准确度级别最大称量和所对应的检定分度值之比

n≥5×104n≥5×103n≥5×102n≥50IIIIIIIIII天平等级的判断判断天平好坏的标准1.偏载检验（四角误差）偏载检验指在秤盘上有规律地改变同一载荷位置，确定天平的示值是否不受载荷分布方式影响的一种检验。天平的四角误差是指各偏载点示值与中心点示值之差。用于检验四角误差的试验载荷等于天平最大称量的1/3。（奥豪斯生产时使用半载，误差范围±3d.）双量程天平检定四角误差应该当作两台天平按不同的量程分别检定。四角误差测量点判断天平好坏的标准2.示值误差（线性误差）线性检定是指加载试验时，所加载荷与相应示值之间的线性关系好坏的一种评估，常用天平示值与理想线性示值即从零载到最大称量的连线之间的正或负最大偏差值表示。非线性带典型线性理想线性质量显示值线性检定方法1.直接比较法清零，并记录零载示值0；逐渐单调往上加载，直到天平最大称量，并记录个测量点的示值；其后，逐渐单调卸载，直到零载荷为止，并记录个测量点的示值；误差计算：根据天平的最大允许误差范围，逐点比较各载荷加载示值误差和卸载误差是否超过相应的允差范围。线性校准

线性校准:通过对全量程范围内的多个点的称量结果的线性化来消除误差，使得显示称量结果与参考质量的比例接近1:1。

天平的线性误差通常为“S”型，即低量程范围内称量值偏小，高量程范围称量值偏大重复性检定

重复性误差指相同载荷在相同的称量条件下在同一测量点多次测量结果的差值不得大于该载荷点下最大允许误差的绝对值。相同测量条件包括：测量仪器、测量程序、操作者、测量地点、环境条件等天平重复性的优劣不仅取决于天平本身的性能，还取决于称量的环境条件、检定操作人员的熟练程度等因素试验载荷应选择80%-100%最大称量的单个砝码，测试次数不少于6次。天平重复性等于Emax-Emin,式中Emax为加载时天平示值误差的最大值，Emin为加载时天平示值误差的最小值，Emax-Emin≤│MPE│重复性检定奥豪斯公司重复性检定均采用满载，反复10次加载，卸载。分别记录10次加载示值，10次空载示值。重复性检定采用一倍的标准偏差（1S）值。1S≈1/3MPE标准偏差计算公式：

重复性检定式中：n—测量次数

—算术平均值

xi—测得的每次加载示值或空载示值

各级天平最大允许误差MPE最大允许误差(以检定标尺分度值e表示载荷m

以检定标尺分度值e表示新生产新进口修理后使用中+/-0.5+/-10<m≤5×1040<m≤5×1030<m≤5×1020<m≤50+/-1+/-25×104<m≤2×1055×103<m≤2×1045×102<m≤2×10350<m≤2×102+/-1.5+/-32×105<m2×104<m≤1×1052×103<m≤1×1042×102<m≤1×103I级II级III级IIII级各级天平最大允许误差MPE例如：200克0.0001天平,d=10-4g,e=10-3g0<m≤5×104×e,0<m≤50g,适用误差+/-0.5e即+/-5d5×104×e<m≤2×105×

e50g<m≤200g,适用误差+/-1e即+/-10d2×105×e<m,200g<m,适用误差+/-1.5e即+/-15d天平的最小称量最小称量：小于该载荷值时称量结果可能产生过大的相对误差。天平的最小称量砝码带修正值及不确定度校准证书的砝码砝码是一种复现质量值的实物量具。它具有一定的物理特性和计量特性：形状、尺寸、材料、表面状况、密度、磁性、质量标称值和最大允许误差等１．没有校准证书

●不能用于

GLP,GMP等等

●不能用于证明２．带校准证书的砝码

●具有可追溯行

●可以用于质量保证

●可以用于证明文件怎样选择合适的校准砝码属于法制计量范畴的根据OIML相关规定选择合适的砝码。属于非法制计量范畴的，可以参考OIML相关规定选择砝码。砝码天平的使用和常见故障天平的正确使用为何要强调天平预热校准天平的理由和必须性样品和容器的物理性质对天平称量的影响天平最常见故障及维护保养正确使用电子天平通电，充分预热天平运动天平校准天平使用天平预热天平电子天平没有电源开关，只要接通电源，立即开始预热。预热开始一段时间内，天平显示值有时会呈现越来越大的单方向漂移，这是正常现象，稳定后，去皮回零。d≥0.1mg天平，建议预热0.5-1小时

d≤0.01mg天平，建议预热1-2小时

运动天平目的：使处于休眠状态的天平逐步进入工作状态方法：用相当于天平最大称量的砝码或物体在秤盘上反复加载和卸载10次或更多次，不在意天平的显示值和是否回零d≥0.1mg天平，可以省略

d≤0.01mg天平，必须运动天平校准天平应用平衡原理工作的电子天平所称量的是物体的质量根据物体的质量守恒定律，在任何地方称量同一个物体，它的质量应是相同的只有通过天平的校准技术才能实现校准天平的理由各地的重力加速度g不相等，必须对指定的校准砝码的质量进行重新赋值，得到一个新的流经线圈的电流值在同一地方，由于温度和各种漂移的影响，原来已校准的天平也会发生变化，因此在使用前还要作校准天平采用的校准技术外部砝码校准简单内部砝码校准FACT全自动校准技术ProFACT专业的全自动校准技术CalIntProFACTFACTCalExtFACT全自动校准技术F.A.C.T.:FullyAutomaticCalibrationTechnology温度漂移触发的全自动校准技术(如EP天平)采用内置砝码消除环境温度漂移对称量结果准确性的影响称量环境温度漂移值>±2℃，天平启动自动校准

FACTFACT全自动校准技术FACT:

环境温度变化导致天平内部传感器温度变化超过允许温度公差范围3时，天平启动自动校准；FACTProFACT专业的全自动校准术Pro.F.A.C.T.:ProfessionalFullyAutomaticCalibrationTech.温度漂移和时间触发的专业的全自动校准技术采用2组内置砝码，还可实现天平的线性校准功能温度漂移值>±1.5℃，天平启动自动校准ProFACTProFACT的线性校准功能内置两组砝码校准过程同时加载砝码m1和m2分别加载砝码m1分别加载砝码m2校准半载点使用天平依此完成上述三个步骤后，才能准确稳定地使用天平样品和容器的物理性能对称量的影响天平的安放环境不好样品和容器的温度样品的水份增加或丢失样品和容器的静电现象样品和容器的磁化样品的称量值显示朝一个方向频繁变化温度

解决方法不要直接称量从烘箱或冰箱里取出的样品保持样品同天平称量室温度相近使用镊子夹取样品不要把手放入天平称量室防止称量室升温使用表面积小的样品容器吸湿/蒸发样品的称量结果缓慢的增大或减少解决方法使用清洁干燥的称量容器并保持称盘上不粘有灰尘/污染物/水滴使用细颈容器给容器上盖或上塞表示称量稳定的“*”出现，立即读数静电每次称量容器都显示不同的称量结果称量显示不稳定结果的重复性很差通过加湿机或适当调整空调系统来增加空气湿度(理想的相对湿度为45%-60%)加屏障隔绝静电力(把称量容器放在金属盛器中)使用不同的称量容器塑料玻璃金属差好非常好使用工业抗静电枪给天平接地解决方法磁性样品的称量结果依

赖它在称盘上的位置称量结果的重复性差解决方法对铁制或铁合金磁性样品(铁/钢/镍等)进行脱磁加大样品与称盘间的距离使用天平的下称钩把样品放在导磁合金制的盛器里天平的常见故障天平称量不稳定天平称量不稳定天平称量不稳定空载时0.0000g单方向漂移空载时0.0000g双方向漂移称量时称量结果走字开机时出现Erro8.4

称量室内该不该放置干燥剂空载时0.0000g单方向漂移天平在预热过程中，会出现单方向漂移使用时

d≥0.1mg天平，建议预热0.5-1小时

d≤0.01mg天平，建议预热1-2小时

计量时

d≥0.1mg天平，建议预热3-4小时

d≤0.01mg天平，建议预热4-5小时空载时0.0000g双方向漂移天平的内部参数设置不当天平放置的环境不好：气流，震动，温度波动，工作台不稳固，外部强磁场干扰防风玻璃门没有关好称量时称量结果走字天平的内部参数设置不当天平放置的环境不好：气流，震动，温度波动，工作台不稳固，外部强磁场干扰天平没有充分预热防风玻璃门没有关好样品和容器的物理性能影响开机时出现Erro8.4天平秤盘与天平不匹配天平秤盘没有安装到位，与防风圈有擦碰天平通电前，秤盘上留有容器，破坏了天平的平衡天平内部出现故障时最典型的现象称量室内该不该放置干燥剂

.湿干天平的常见故障天平称量结果不准天平没有进行校准外校砝码不准内校砝码不准天平的四角误差超差天平的线性误差超差天平的保养维护/清洁持续通电状态避免过度超载天平的校准和检验按出厂标准调整天平应当注意时刻保持清洁应用天平提供的清洁刷定期清扫称量盘,防风罩,称量室以及天平操作平台;同时应注意保持称量环境的清洁。不洁是引起天平损坏的主要原因之一稳定的电源供应长期通电使得天平内部形成温度平衡从而有助于读数稳定并延长天平的使用寿命；日常称重应注意始终让天平保持在待机状态（关闭但保持通电状态）避免过度超载超载损坏天平内部元件.降低天平使用寿命.Maintain如何保养内校天平：假设在同一地点摆放，天平每隔11小时或者温度变化1.5℃建议校准一次即每日开机后，做一次自动校准试用于对称量准确