机械天平2009

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对等臂天平的检定，还应准备相当天平最 大秤量的一对等量砝码。
前提是等臂天平，对等量砝码的准确度没 有提出要求。也就是要求两个砝码之间的 实际质量值越接近越好。
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检定环境条件
• 天平的检定一般应本着在使用环境条件下 进行检定的原则，检定室的温度和湿度应 符合规程表5的要求。
• 规程4.2条除规定了检定环境条件外，同时 也要求检定人员应到现场检定。
第二部分 结构与原理
• 要确保天平的准确可靠，必须保证天平四个主要计 量性能达到要求，即天平的稳定性、正确性、灵敏 性和示值不变性。 • 杠杆天平的稳定性是指天平的横梁受到某种扰动， 并待扰动消失后，它能够自动回到初始平衡位置的 能力。 杠杆平衡原理是指作用于杠杆上所有外力对支点的 力矩之和为零。杠杆平衡有稳定平衡、不稳定平衡 和随遇平衡三种状态。
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新规程取消了标准天平和工作天平之分。在 实际工作中存在标准天平和工作天平之分， 但检定方法没有必要进行区分，完全可以采 用相同的检定方法,所以在本规程中不强调 这一点。
检定标尺分度值e
• 天平的检定标尺分度值e用质量单位表示，它应当 取下列形式：1×10k 或 2×10k 或 5×10k 其中：k为正整数、负整数或零。对使用中的天平 允许存在其它形式 有刻度，无微读机构的天平，检定标尺分度值e等 于实际标尺分度值d。普通标尺天平和某些电光天 平属于有刻度，无微读机构的天平 有刻度，有微读机构的天平，检定标尺分度值e由 生产厂根据表1和下述规则选定：d≤e≤10d 电光单盘天平属于有刻度，有微读机构的天平
分度值不大于0.001mg的天平，其游码 标尺秤量误差不大于2分度。 即：对分度值≤0.001mg的天平，其游 码标尺秤量误差≤2分度。
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安设微读机构的天平，若示值重复性不大 于该机构的1分度，并且其余计量性能也符 合与此机构分度值的相应比例关系时，天 平的准确度级别可按微读机构的分度值确 定。 例：一台天平主标尺是e=1mg，微读机构是 d=0.1mg，如果示值重复性在微读机构1分 度内，其余计量性能（分度值误差及挂砝 码组合误差）也符合与此微读机构分度值 的相应比例关系时，此时可按e=d=0.1mg 定级。
第二部分 结构与原理
• 稳定平衡是指处于平衡状态的杠杆受到微小扰动， 待扰动消除后能自动恢复到原来的平衡位置，这 种平衡状态叫稳定平衡。
• 不稳定平衡是指处于平衡状态的杠杆受到微小扰 动，待扰动消除后，不能自动恢复到原来的平衡 位置，这种平衡状态叫不稳定平衡。 • 随遇平衡是指处于平衡状态的杠杆受到微小扰动， 待扰动消除后，能在任意位置上继续保持平衡， 这种平衡状态叫随遇平衡。
例：一台最大秤量为20kg,标称分度值 为10mg的 天平，实测分度值最大值 是9.0mg，其分度值误差的允差为 9.0mg×1/8=1.1mg。即同一侧（左 盘或右盘的）空秤与全量分度值之 差和同载荷（空秤或全量的）左盘 与右盘分度值之差均应小于1.1mg。 最大实际分度值不得大于其标称标 尺分度值10mg。
第二部分 结构与原理
• 天平的示值不变性是指在同一天平上，对同一物 体重复多次衡量，所得各次衡量结果的一致性程 度。
• 各次衡量结果之间的差异，习惯上叫做天平的示 值重复性，它实际上就是衡量结果的可靠程度， 一般以示值重复性的大小来说明天平示值重复性 的好坏。 • 只有保证天平四大计量性能的良好，才能保证天 平的正常工作。
• 对于等臂天平，其正确性是指左右两臂长度应该 相等。 • 等臂天平正确性的特征是天平空载时的平衡位置 和在左右两盘中加上相等载荷时的平衡位置保持 不变。 • 当用臂比不正确的等臂天平进行直接衡量时，在 其衡量结果中就会引入误差，这种误差称其为不 等臂性误差。
第二部分 结构与原理
• 天平的灵敏度是指天平能反应出放在物体质量差 的能力。也就是指天平指针尖端的线位移或角位 移与产生该位移的质量值之比。 • 天平分度灵敏度是天平指针尖端移动的分度数与 在某一盘中所加的砝码质量之比。是单位质量所 对应的天平标牌的分度数，分度数越多，天平越 灵敏。 • 分度值是在天平某一盘中所加砝码质量与天平指 针尖端沿标牌移动的分度数之比。是每个分度所 对应的质量值，这个质量值越小，天平越灵敏。
第二部分 结构与原理
机械天平是利用杠杆原理的杠杆天平 杠杆天平可分为等臂天平和不等臂天平 如：TG328型电光分析天平即为等臂双盘杠杆天平。 它主要包括外框、立柱、横梁、吊挂、光学读数 装置、制动机构及机械加砝码装置。 如：DT100型单盘天平即为不等臂天平。特点是天 平的挂码和秤盘均位于同一臂端，另一臂上有配 衡重物，横梁始终保持全载平衡状态，其没有空、 全载灵敏度之分。
机械天平是一种利用杠杆平衡原理 测定物体质量的 测量仪器。 机械杠杆式天平的主要结构由底板、外罩、立柱制 动机构、横梁、吊挂系统、读数系统、阻尼部分、 机械挂砝码装置、游码标尺、链码标尺、传动装置 等元件组合而成，借助砝码利用杠杆平衡原理直接 测量物体的质量。 机械天平用于质量量值传递，物体质量、体积的测 量，并且广泛用于电子、纺织、冶金、化工、农业、 卫生、科研单位及高等院校等部门。
第二部分 结构与原理
• 需要注意的是杠杆天平的稳定性与灵敏性是 有一定关系的，当天平的稳定性越好，其灵 敏度就越差。也就是说天平横梁重心位置越 低，天平就越稳定，灵敏性就越差。所以说 天平不是越稳定越好，或者灵敏性越高越好
第二部分 结构与原理
• 天平的正确性是指横梁的左、右两臂具有正确固 定的比例。
检定天平应配备的标准砝码
应配备一组相应等级的标准砝码，该砝码的 扩展不确定度不得大于被检天平在该载荷 下的最大允许误差的1/3。
例： 有一台最大秤量为200g,分度值为0.1mg，加 10mg小砝码测天平的分度值时，该天平最大 允许误差为1个分度，即0.1mg。其1/3为 0.03mg。F1等级10mg砝码扩展不确定度为 0.008mg（k=2），0.008mg＜0.03mg，符合 要求。
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天平的计量性能
• 天平的示值重复性、检定标尺分度值误差、 横梁不等臂性误差、游码标尺和链码标尺 称量误差应符合规程表3的规定
表3 天平的计量性能最大允许误差
表3 天平的计量性能最大允许误差
横梁不等臂性误差（分度） 具有阻尼器的 微分标尺或数 字标尺天平 首次 检定 后续检 定和使 用中检 验 首次 检定 后续检 定和使 用中检 验 普通标尺天平 游码标 尺、链 码标尺 称量误 差（分 度） 检定标尺分度值误差 具有阻尼器的微分标尺或 示 准确度级别 值 重 复 性 (分 度） 数字标尺天平 (分度) 空秤误差与全秤 量误差 首次检 定 后续检 定和使 用中检 验 左盘与 右盘之 差 普通标尺 天平 （mg） 空 秤 与 全 秤 量 之 差 1～
• 微分标尺天平分度值误差对于首次检定、后续检 定和使用中检验的指标有明确区别，而普通标尺 天平分度值误差的指标没有区别。 • 单位不同。微分标尺天平以分度为单位，而普通 标尺天平以mg(毫克)为单位。 • 分度值误差的计算方法与判定程序不同。
• 微分标尺天平的实际分度值可略大于其标称分度 值，而普通标尺天平的实际分度值不得大于其标 称分度值。
机械天平的准确度级别划分
准确度级别符号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
检定标尺分度数n 1×107≤n
5×106≤n＜ 1×107
2×106≤n＜ 5×106 1×106≤n＜ 2×106 5×105≤n＜ 1×106 2×105≤n＜ 5×105 1×105≤n＜ 2×105 5×104≤n＜ 1×105 2×104≤n＜ 5×104 1×104≤n＜ 2×104
90
7
• 天平周围无影响天平计量性能的振动和气 流存在。 • 天平周围空气中无腐蚀性气体存在。 • 天平应放置在平稳坚固的平台上使用。
• 天平不能因为检定时间而引起计量性能超 差。
检定前天平的清洁处理
• 天平在正式检定之前，应做好清洁工作。
• 清除天平所有零件的灰尘和包装遗留下来 的碎屑。
• 对刀子和刀承应适当用清洁柔软的麂皮或 柔软的毛刷清扫，也可用洁净柔软的真丝 绸布沾少许无水酒精去污（无水酒精不得 和清漆接触）。
天平的存放时间
• 如果天平一直放在室内，对于 3级及其以上的天 平： • 只要动过刀子，则应停放48h后方可进行正式检定； • 如果未动过刀子，在停放2h3h之后进行正式检定。
得
则
D
ij I i j 2 I ij I i j 2 I
＝
14.8 9.9 1.11＜1.25 14.3 9.9
5.3 9.9 ＝1.12＜1.25 5.8 9.9
或
D
＝
1. 此条规定并不作为天平计量性能合格与否的条件之一。检定员了解并会计算判定即可
天平检定应具备的条件
天平外观检查及技术要求
• 第1条是生产商应做到的“必备标志”，具 有法制性要求。 • 第2条至第11条、第13条是基本的技术要求。 更为详细的技术要求由相应的制造标准加 以规定。 • 第12条是对操作者的人员要求，视差大约 在1/5格。
第10条规定空秤和全秤量时的阻尼减缩系 数不应大于1.25。 阻尼减缩系数D的计算公式:
准确度级别
1～ 3 ～ 4
2
温度℃ 温度波动不大于/ （℃/h） 0.2 18～23
18～23 18～26 18～24 0.2 0.5 0.5
湿度不大于 （％RH） 70
70 75 75
e≤0.001mg e＞0.001mg 最大秤量＞1kg
5～
6
15～30
10～32 室温
1.0
2.0 ---
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具有机械加码、减码装置的天平，其挂砝码组合误 差应符合规程表4的规定。
检定标尺分度值 (mg) 挂砝码组合最大允许误差（分度） 毫克组 1≤e 0.2≤e＜1 0.05≤e＜0.2 0.01≤e＜0.05 e＜0.01 ±1 ±1 ±2 ±3 ±5 克组 ±1 ±2 ±5 ±5 ±8 全量 ±1 ±2 ±5 ±5 ±8