機械天平計量性能的調修技巧

陳璧

【摘 要】天平是各種稱量工作中的重要設備，可以細分為電子天平與機械天平2種。相比電子天平，機械天平在性能穩定性、測量精度、經濟性等方面具有更大的優勢。在實際操作過程中，受到諸多因素的影響，機械天平可能會出現某些故障，需要對其計量性能進行科學合理的調試與維修。

【關鍵詞】機械天平；四大計量性能；調修技巧

【中圖分類號】TH715.11 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）07-0146-02

1 TG328型機械分析天平的類型與結構

TG328型機械分析天平分為A型與B型，這2種型號的天平在結構組成上存在很多相似之處，不同的是，TG328A型機械分析天平的掛碼可以變換10 mg～199.990 g范圍之內的所需量值，而TG328B型機械分析天平的掛碼則可以變換10～990 mg范圍之內的所需量值，相比TG328A型天平，TG328B型機械分析天平的稱量速度更快，且操作更為簡便。圖1顯示的是TG328B型機械分析天平的結構。

圖1中，數字1～17分別指橫梁、平衡螺絲、橫梁雙支力銷、吊耳、阻尼器、指針、讀數光屏、調整腳、腳墊、開關旋鈕、零點微調器、變壓器、中刀盒、圈碼、機械加碼旋鈕、稱盤、盤托，這些零件也是大部分機械天平的組成結構。

2 機械天平穩定性的調修技巧

一般情況下，已經處于平衡狀態的天平在受到外力的作用后會打破平衡狀態，而當外力消失，天平會自動恢復到原先的平衡狀態，我們將這種能力稱為天平的穩定性。在諸多影響天平穩定性的因素中，天平橫梁重心位置起到了決定性作用。如果橫梁的重心位置處于支點下方的適中位置，那么天平的穩定性就高；而如果橫梁的重心位置在支點的下方或者與支點的位置重合，那么天平的穩定性就相對較差。天平的穩定性差主要表現在兩個方面：一是當天平開啟在空載時，天平表現出不穩定或者隨遇平衡的狀況，這種情況發生的主要原因是天平的重心相對偏高，這時只需結合實際情況下調一定程度的重心鉈即可。二是當天平開啟在空載時，指針的擺動并無異常，而在全載時，指針的擺動相對較快且可能停留在任何位置，這一狀況發生的主要原因是三把刀處于吃線狀態，針對這種情況，可以下降邊刀或者上升中刀，以此解決吃線問題。

3 機械天平靈敏性的調修技巧

機械天平的靈敏性是指機械天平對于微小重量或者輕微質量變化所做出反應的性能。通常情況下，會用靈敏度來對天平的靈敏性進行直觀的反應。當天平處于空秤平衡狀態時，在其中一個秤盤上放置一個測量空秤分度值的砝碼，此時指針在標牌上所移動的距離稱為靈敏度。也就是說，天平的靈敏性與天平的分度值呈反比例關系，分度值越小，天平的靈敏性就越高。因此，通過對天平的分度值進行合理調整便能實現對于機械天平靈敏性的調修。如果天平的空秤分度值偏高，全秤分度值偏低并存在超差的現象，那么此時天平的三把刀處于離線狀態。基于這種情況，應當將邊刀升高，直到全秤分度值處于合格范圍之內，然后在這一基礎之上對重心進行一定程度的下調，直至空秤分度值與全秤分度值都處于合格范圍之內。而當機械天平空秤分度值接近合格范圍、全秤分度值偏大時，應該降低邊刀，直至空秤分度值和全秤分度值保持一致時停止。當出現天平空秤分度值和全秤分度值都偏大的狀況時，只需要上升感量秤鉈即可。如果在這一過程之中出現空秤分度值和全秤分度值不相等的情況，可以按照上述的調修模式進行調修。

4 機械天平等臂性的調修技巧

為了保證機械天平的平衡性，需要對橫梁兩臂的長度之差進行合理有效的控制，盡量使其無限接近0。一旦機械天平的兩臂不相等，橫梁的結果就會缺乏足夠的準確性，除此之外，隨著荷載不斷增加，不等臂的誤差也會隨之增加。理論上，在等臂天平的兩個秤盤上放置天平最大稱量的砝碼，天平兩邊的力矩應當保持一致，并使天平處于平衡狀態。但在實際操作過程中，受到多種因素的影響，想要達到理想的水平狀態較為困難，盡管能夠保證放置在兩個秤盤中的砝碼質量相等，也難以保證天平的指針能夠完全回到空載時的平衡點位置，而兩者之間的偏差也會隨著荷載的增加而逐漸增大。一般情況下，導致天平橫梁不等臂的原因主要有2個：一是周邊溫度對天平橫梁不等臂造成一定程度的影響。機械天平是一種十分精密的儀器，對溫度的變化比較敏感，如果天平兩臂受熱不均勻，就會導致橫梁結果不準確。需要注意的是，如果是溫度造成的影響，應當采取措施避免或者盡量降低影響，切勿對天平進行調試或者維修，以免造成人為故障。二是天平的兩臂不完全相等，針對這一情況，應當對天平的兩臂進行調試與維修。在調修過程中，一般情況是對短臂進行加長，不要縮短長臂，避免變動性故障的發生。如果兩臂的偏差較大，僅僅依靠調修偏差螺絲是不夠的，此時應當對邊刀盒的位置進行平行移動。首先將刀盒之上的對頂偏差螺絲松開，然后再進一步松開刀盒底部上的升刀螺絲，最后將整個刀盒向等臂位置平行移動，等到合適的位置時，將之前松開的螺絲固定好。

5 機械天平示值不變性的調修技巧

機械天平的示值不變性主要是指保證天平現有狀態不變的情況下將天平多次開啟，此時天平平衡位置的再現性。除此之外，天平的示值不變性還能對天平多次測量同一物體所得數據的可靠性進行驗證，也就是說當天平測量同一物體多次所得的數據變動性越小，說明天平的示值不變性越佳。一般情況下，對機械天平的示值不變性造成影響的因素主要如下：{1}沒有調整好天平水平，造成各個零部件的位置存在一定偏差，同時懸掛系統也有可能出現相互碰擦的情況。{2}三把刀不平行，針對這一原因只需要調整好三刀的平行性即可。{3}橫梁上的螺絲出現松動，找出松動的螺絲并將其固定即可。{4}阻尼器安裝錯誤，使內外筒不水平，并可能出現相互碰擦的情況，針對這種情況，應該正確調修好內外筒水平，并使其周圍的間隙達到均勻。

6 結語

首先對TG328型機械分析天平的分類及主要構成結構進行了闡述，然后在此基礎之上從機械天平的穩定性、靈敏性、等臂性及示值不變性4個方面分別分析了機械天平的計量性能，指出了常見故障發生的原因，并給出了相應的調修措施。總而言之，機械天平精密程度較高，易受到各種因素的影響，同時機械天平的幾個計量性能都是相互聯系、相互制約的。在日常工作中，工作人員應當善于觀察，在實踐中不斷積累與總結經驗，并在此基礎之上進一步提升自身的檢修水平。

參 考 文 獻

[1]楊潔.TG328型機械分析天平常見故障的原因分析及修理方法的探討[J].計量與測試技術，2013，40（2）：38-39.

[2]夏德志.機械天平計量性能的調修技巧[J].工業計量，2017，27（S1）：135-137.

[3]李桂玲.淺談機械天平計量性能調整[J].黑龍江科技信息，2014（7）：8.

[責任編輯：陳澤琦]