淺析TN—B型精密扭力天平的檢定與調修

摘 要：扭力天平是一種利用彈性材料形變所產生的力矩與被稱量物體的重量所產生的力矩平衡的原理制作的儀器。本文以TN-B型精密扭力天平為例，綜述了扭力天平的檢定以及常見的問題，并給出了調修的辦法。在扭力天平使用和保養上也提出了一點見解，以期對扭力天平的檢定和操作人員提供一些經驗幫助。

關鍵詞：扭力天平 檢定 調修

中圖分類號：TB9 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（b）-0111-01

TN-B型精密扭力天平利用了彈性材料形變所產生的力矩與被稱量物體的重量所產生的力矩平衡的原理對物體重量進行測量。不使用砝碼、操作簡便，稱量速度快等是TN-B型精密扭力天平的特點。它廣泛應用于紡織工業中棉纖和化纖的物理性能的測定以及電子工業中鎢絲等材料線徑的測定。長期使用、搬動以及不注意正確操作等都容易出現一些故障，這都影響了測試準確性，甚至還會損壞天平。下面就以最大秤量50 mg，d=e=0.1 mg的TN-B型天平為例，F1等級砝碼為標準器，介紹一下TN-B型精密扭力天平的檢定與調修。

1 扭力天平的檢定

（1）空載示值重復性檢定。

①開啟天平，調整天平零位，讓核驗指針指在核驗標線位置上。如有不重合的現象，則轉動讀數指針使其重合。讀取讀數指針與零位的偏離量Ⅰ01，精確到0.01 mg。（2）在完成天平示值誤差和加載卸載示值重復性檢定后，此時需要再連續進行兩次空載示值重復性Ⅰ02、Ⅰ03的檢定。（3）取三次偏離量的最大值和最小值之差為空載示值重復性檢定結果△Ⅰ0，其允差不大于0.05 mg。

（2）天平的示值誤差、加載卸載的重復性誤差、靈敏度的檢定。

①靈敏度的檢定：空載狀態下開啟天平，先確認核驗指針與核驗標線重合。然后，將讀數指針向它所在位置的任何一側，轉動一個分度。這時的核驗指針與核驗標線的偏離量S，應大于0.4 mm（在實際檢定中相當于核驗標線的1/3）。②示值誤差的檢定：按5 mg、15 mg、25 mg、45 mg、50 mg五個檢定點分別進行加載和卸載的檢定，記錄示值Ⅰ1和Ⅰ2，計算各點與標準砝碼的質量差值，分別得到加載和卸載的示值誤差共10個，取其中絕對值最大的一個誤差E為天平的示值誤差，其結果應在（-0.10～+0.10）mg范圍內。③加載卸載示值重復性的檢定，與示值誤差的檢定同時進行。由此得到五個檢定點的加載卸載示值重復性△Ⅰp，其計算公式為：△Ⅰp=︱Ⅰ1-Ⅰ2︱，然后取其中的最大值為加載卸載示值重復性結果，其允差不大于0.10 mg。

2 天平常見的故障及其調修

TN-B型精密扭力天平常見故障主要由橫梁組件、軸心組件和制動組件的零件損壞、裝配不當等原因為主。

（1）跳針。跳針是開關天平時，平衡指針前后跳動的現象。

①橫梁是由兩片簧片懸吊的，天平關閉后支撐腳正好托住橫梁。支撐腳將橫梁托得太高，會使片簧彎曲。在開關天平時，橫梁就會產生晃動現象，也就是跳針。對于這種現象，將支撐腳彎曲或夾直，使其正好托住橫梁，就可。②開關旋鈕沒有與外殼平面貼緊。啟閉天平時開關軸前后竄動，引起啟升導板升降行程變化，產生跳針。此時，只要頂住開關軸后端，將開關旋鈕與外殼平面貼緊，固定即可。

（2）帶針。帶針是由于制動軸不靈活，平衡指針先倒向一側，然后才左右均勻擺動的現象。

①如果啟升導板裝配不當，在開關天平時，就會有扭動現象的發生。對于這種原因，僅需要調整啟升導板的兩塊壓板的松緊程度，消除其扭動現象。②兩停針叉高度不一致，就無法把橫梁托平，在開啟天平時，他們不能同時離開橫梁。這種情況也會發生帶針。此時，可以用左右扳動停針叉的辦法，使停針叉在開啟天平時能同時離開橫梁即可。③停針叉與橫梁接觸處污漬的吸附力，以及接觸部位毛刺等引起的制動軸不靈活等情況，也會造成帶針。對此用蘸有無水乙醇的布對接觸處進行清潔處理并在連接處加適量潤滑油即可。對于各個連接處的毛刺，用銼刀修銼并用酒精擦拭干凈即可。

（3）擦靠。是指天平開啟后，平衡指針不動的現象。

①衡量調節臂彎曲與外殼相碰：將橫梁矯正，讓衡量調節臂彎曲、與外殼分開即可。②阻尼片和阻尼筒之間摩擦：調整阻尼筒的位置，讓阻尼片和阻尼筒間的間隙均勻一致即可。④平衡指針與限位玻璃樁間的擦靠：將指針扳到限位玻璃樁的中間即可。⑤平衡指針與刻度盤之間的擦靠：將平衡指針扳正，確認指針與刻度盤間有1 mm的距離。

（4）靈敏度過高或過低。長時間使用會天平就會有靈敏度過高或過低的現象。

①因為橫梁組件都是金屬件，時間久了就會氧化或者老化，將會使天平靈敏度過低。針對這種情況，用細沙皮輕輕的把氧化的地方打磨干凈。同時調節感量螺絲，直至靈敏度符合最大允差要求。②長時間使用，橫梁重心會發生變化。只需調節橫梁下部的重心調節鉈，使其靈敏度恢復正常。

（4）示值變動性超差。天平使用年久，就會產生平卷簧氧化、老化，或者形狀不規則等問題，最后導致了示值超差的現象的發生。示值變動性超差也是扭力天平最主要的修理環節。

①出現示值超差。首先要檢查平卷簧是否不在同一平面內。調整平卷簧，使其在同一平面內，并用鉛垂再進行測試直至調節好。②示值都是負差，且負差示值隨載荷增大而增大。這主要是由平卷簧力矩過大造成的，只要適當增長平卷簧的長度就可以解決。③示值都是正差，且正差值隨著載荷增大而增大。這主要是由平卷簧力矩過小而引起的。此時，只需要將平卷簧樁頭拔出，并適當縮短平卷簧的長度，即可消除或減小正差。④示值有正有負。平卷簧形狀不規則，圈與圈之間的間隙不均勻會引起這種情況。在調整時，應先調整內圈。平卷簧軸心到平卷簧外樁的徑向線與內圈的交點是平卷簧的線性矯正點。將矯正點依次均勻分布，然后按照各點示值超差情況，對平卷簧的線性進行調整。如果示值為正差，表明矯正點到平卷簧軸心的曲率半徑較大，就要減小曲率半徑。如果示值為負差，說明此時的曲率半徑較小，只需增大曲率半徑即可。

3 結語及保養

TN-B型精密扭力天平是一種較精密的稱量儀器，使用時要嚴格按照操作規范進行操作。同時也要對其進行必要的保養，如：使用完后應將讀數指針恢復零位，以免游絲長期處于疲勞狀態；在移門內放置吸潮劑，防止潮濕對天平的影響；及時清理稱盤周圍的殘留物，以防潮氣和灰塵等侵入；移動或長期閑置時，應將天平稱盤取下；在出現問題時應積極地送檢維修。

參考文獻

[1]田立鳳，李霞.扭力天平常見故障及調修[J].計量與測試技術，2010，37（11）：8-10.

[2]倪忠英.淺談扭力天平的使用、維護和檢定[J].計量技術，2012，10：77-78.

[3]祝曉亭.精密扭力天平的使用和維護[J].儀器與計量，1994：21-23.

[4]鄭志翔.TN-100型托盤扭力天平的檢定[J].計量與測試技術，2007，34（1）：12-13.