淺談天平的檢定和維修

陶德榮

摘 要：對于科研人員和生產制造部門而言，天平是日常工作中衡量物品的常規性工具，然而在天平的使用過程中，總會出現一些問題。通過研究天平的工作原理，我們可以在天平出現一些故障時自行進行維修。本文簡要介紹了一些工作中常用到的天平種類，分析其工作原理，對于其易產生的故障和維護方法進行總結說明。

關鍵詞：天平；檢定；維修

在我國古代，天平就作為一種常規性的稱重計量工具被廣泛的使用。在科學技術飛速發展的今天，天平并沒有被取代，而是衍生出了多種形態，針對不同物品的種類與重量等進行了詳細的區分，這樣使天平在需要稱量的范圍內更加精準。機械操作天平在隨著現代科技水平的發展，融合了先進技術，逐漸成為高精度的電子分析天平。在實驗室及科學研發領域，電子分析天平以其高精準性、易操作性，完善了機械天平的不足，并取代了機械天平?，F在，機械天平與電子分析天平都被廣泛地應用于不同的領域之中。本文對機械天平與電子分析天平的工作原理、檢定與維修方法進行簡要說明。

1 關于天平的工作原理

1.1 杠桿原理

杠桿原理是扭力天平的工作原理。重力場發生變化，金屬桿產生偏移。當扭力天平的秤盤受到一個力的壓迫時，橫梁不再保持水平，有力的那一側就會下沉，反之，沒有力的一方就會抬起。要使橫梁回到水平的位置上就需要在沒有力的一側施加一個相同的力，在反方向扭轉螺絲時就是產生力的過程。因為兩個相等的力，金屬桿回到水平狀態。

1.2 關于電子分析天平的操作原理

電子分析天平具有外置砝碼、自動調整、線性校準、自動排障與超重保護等功能，利用最新的電磁式稱量傳感器，在承重物體時更具有精準性。導磁體圓筒是由坡莫合金制成的，在導磁體圓筒中心安裝有圓柱形永磁體，形成了均勻分布的磁場，電感線圈繞制在一個輕質的圓形鋁蓋上，并插入圓柱形永久磁體與導磁圓筒之間的間隙中。圓形鋁蓋上安裝有試樣稱重結構。當電感線圈中有電流通過時，電感線圈產生磁場，磁場方向和永磁體磁場方向相反，所以能夠使試樣稱重結構炫富在空中并保持相對平衡。當有重物作用于稱重結構時，永磁體與電感線圈之間會發生相對運動，磁路中的氣隙磁阻就會發生相應的變化，從而引起電感L和電感線圈的電流變化。當物體重力與電感線圈的磁力達到新的平衡時，該變化的線圈電流值就是所需的測量值。電子分析天平的工作采用了電感式稱量傳感器。現代化的電子分析天平真是利用這種磁電互生的設備才達到了用電測力的目的。

2 關于天平的檢定與維修

2.1 關于機械天平的檢定

機械天平的種類、型號繁多簡要說明其基本檢定的過程。對于機械天平的檢定首要是確認天平在外觀上是否有損壞。當沒有損壞或損壞不影響天平時，檢查天平是否因氣流、震動或磁場產生的問題產生偏差，檢定天平的工作臺的穩定、平衡，通過調整螺絲，使天平處于平衡狀態。在將天平清潔后，連通電源。電源的連通與否取決于具體的天平型號。天平的合格標準是根據相關規定計算得出的，根據具體的型號，檢查天平。當檢定完畢后要保持天平的衛生，對天平進行清潔與電源關閉。以上操作均符合標準的才可以具有檢定合格證書，反之則沒有。

2.2 關于機械天平的維護

2.2.1 跳針或關不住

在天平內部，由兩片位置不同的簧片使金屬橫梁管懸掛起來的。所以當天平出現跳針或者關不住的情況時，是因為支撐金屬橫梁管的支撐腳出現了變動。當支撐腳過于彎曲時，橫梁變低，天平就會產生關不住的現象；當支撐腳過直時，衡量變高，天平就會產生跳針的現象。這兩種情況發生時，只需要調整支撐腳的彎直就可以解決問題。

2.2.2 帶針

有些長久不用的天平的制動軸會很不靈活，檢查制動軸與拉皮接連處、拉皮與導板連接處是否轉動靈活，在不靈活的地方加入適量潤滑油會好很多，適當調整導板壓板的松緊程度，再檢查各個連接處是否有毛刺存在，可用銼刀修銼，然后再用酒精擦拭干凈。

2.2.3 靈敏度不準確

天平的橫梁組件都是金屬組件，時間久了會被被腐蝕，感量螺絲永久了會失去平衡。修理辦法是打開天平外殼，用細沙皮仔細打磨腐蝕的地方，上調或下調感量螺絲，但調整幅度不能太大，每調整一次，就要測量一下靈敏度，直到誤差恢復到允許范圍內。

2.2.4 示值變動性超差

示值變動性超差是扭力天平最主要的修理環節，基本這有兩種情況：空載示值變動和加載卸載示值變動。其一為空載變動性，只要排除了裝配上的小問題，空載變動性一般都可以達到規程要求。其二為加載卸載的變動性，對其進行檢查時首先要檢查游絲的內端和外端是否都已被固定住，目測游絲工作長度，然后用鑷子調整游絲內端與外端的距離，在游絲的工作角度內旋轉時使圈與圈之間不會相互摩擦。在示值差為1e以內，可以通過改變游絲的工作長度來調整，為正差時應縮短游絲的工作長度；為負差時應增長游絲的工作長度。測量時，用鑷子至少要在刻度盤范圍內測出不同位置均勻分布的5個點，調整游絲的偏心時必須要牢記修正部位，并逐步記下修正后前后的數值變化，為下一步的修正提供證據。如此反復多次調整，直到達到要求為止。

2.3 電子天平的檢定及維修

電子天平是對物質的質量進行分析的緊密測量儀器。檢定要對其進行目測檢查，主要包括：計量特征、標記、天平的使用條件及地點是否合適等。根據有關規定，電子天平如果沒有標記檢定的分度值e，那么外觀檢定的第一步就不合格。其次，電子天平的工作臺應當足夠穩固，具有十分的剛度和防震效果。存放電子天平的室內環境對電子天平的檢定結果有很大影響，送檢的電子天平當在制定的室內檢定環境中平穩存放24h以上，確保電子天平內的機械結構趨于穩定，同時使電子天平的整機與檢定的室內環境溫度和濕度相平衡，在進行檢定或校準工作。對偏載誤差來說，鑒定中分別紀錄加載和空載的平衡位置，每一次加載時均應該反零一次，同一載荷多次衡量的結果之間的差值不得超過電子天平在該載荷時最大誤差的絕對值。各載荷點的示值誤差不得超過天平在次載荷時的最大允許誤差，這樣才算合格。另外，重復性誤差的檢定，電子天平的重復性檢定應在空載和加載狀態下進行。檢定電子天平時應保證測試環境相對穩定，屏蔽外界干擾。對示值誤差的檢定方法：運用直接測量法，用標準砝碼檢定電子天平各個技術參數的示值，就可得到電子天平的示值誤差。

結束語

天平因為種類多樣，應用范圍的存在差異，工作原理不盡相同，操作對象極為廣泛，刻度單位不同，所以不可能有相同的檢定與維修的方法。因此，在天平進行檢驗和維修時，要根據不同天平的差異、操作原理與方法，具體問題具體分析，才能達到檢定和維修的目的。

參考文獻

[1]阮雪林.淺析電子天平的檢定與校準[J].質量技術監督研究，2011，6（18）：20-23.

[2]廖惠霞.淺談機械天平的操作與維修[J].科技信息，2013，8（5）：135.

[3]倪忠英.淺談扭力天平的使用、維護和檢定[J].計量技術，2012，6（10）：77-78.endprint