二、用天平稱質(zhì)量

1、天平的基本知識天平是一種測量物體引力質(zhì)量的儀器，其種類繁多，應(yīng)用廣泛，不僅在物理、化學(xué)、生物、材料等眾多科學(xué)實驗中發(fā)揮重要的作用，而且作為計量工具，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、市場經(jīng)濟和技術(shù)部門也發(fā)揮了巨大的作用。1、天平的分類天平的分類有各各種方法，如如按天平結(jié)構(gòu)構(gòu)分類，按天天平精度分類類，按用途或或稱量范圍分分類等。在這這里我們介紹紹兩種分類方方法，其他分分類方法參閱閱計量手冊和和有關(guān)書籍。（1）按天平結(jié)結(jié)構(gòu)分類（2）按量程范范圍及等級精精度分類2、天平的結(jié)構(gòu)構(gòu)圖1為物理天平平的結(jié)構(gòu)圖無論是那種天平平，天平的結(jié)結(jié)構(gòu)大致可分分為以下幾部部分：（1）橫梁是“天平的心臟臟”，天平通過過它的杠桿作作用實現(xiàn)稱量量

2、，因此橫梁梁的設(shè)計、用用料、加工都都直接影響它它的精度和計計量性能。材材料一般采用用鋁或鋼合金金，高精度天天平則采用非非磁性的不銹銹鋼或膨脹系系數(shù)很小的鈦鈦合金。（2）立柱是“天平的脊梁梁”，作為支撐撐橫梁的骨架架。它是一空空心金屬柱，垂垂直地固定在在底板上，柱柱內(nèi)有制動器器升降桿，可可帶動梁托架架和托盤翼板板上下運動。圖1 物理天平圖1 物理天平A橫梁；刀口；C立柱；D刀承；吊耳；秤盤；G止動旋鈕；H止動架I鉛錘；底腳螺絲；調(diào)平螺絲；L指針；M標尺；N游碼圖2為阻尼式分分析天平結(jié)構(gòu)構(gòu)圖圖2 阻尼分析天平圖2 阻尼分析天平K調(diào)平螺絲；N游碼；P調(diào)靈敏度螺絲；阻尼盒；R游碼移動桿；其它與物理天平

3、相同圖3為光電分析析天平結(jié)構(gòu)圖圖圖3 TG-328B型半自動光電天平圖3 TG-328B型半自動光電天平1橫梁；2平衡螺絲；3吊耳；4指針；5支點；6框罩；7圈碼；8指數(shù)盤；9支柱；10梁托架；11阻尼筒；12投影屏；13秤盤；14盤托；15螺旋腳；16腳墊；17開關(guān)旋鈕；18零點微調(diào)桿；19變壓器；20電源插頭（3）制動系統(tǒng)統(tǒng)是控制天平平工作和制動動橫梁及懸掛掛系統(tǒng)擺動的的裝置，包括括升降桿（立立柱內(nèi)）、盤盤托等部件。啟啟動旋扭時，與與旋扭相連接接的開關(guān)軸使使升降桿上升升，帶動梁托托架和盤托同同時運動，此此時中刀落在在立柱的刀承承上，左右耳耳背落在兩只只邊刀上，稱稱盤可自由擺擺動，使天平平進

4、入工作狀狀態(tài)。反之，關(guān)關(guān)閉旋扭時，天天平處于休止止狀態(tài)。（4）懸掛系統(tǒng)統(tǒng)包括秤盤、吊吊耳和內(nèi)阻尼尼筒等部件。（5）讀數(shù)系統(tǒng)統(tǒng)一般包括兩兩部分，一部部分是砝碼，另另一部分是游游碼。（6）天平的防防護部件，除除起到保護天天平，還可防防止外界氣流流、熱輻射、濕濕度和灰塵等等對稱量的影影響。3、天平的主要要技術(shù)指標（1）天平的載載量：是指天天平所能承受受的最大稱程程范圍。（2）天平的靈靈敏度：是指指天平兩側(cè)負負載相差一個個單位質(zhì)量時時，天平指針針偏轉(zhuǎn)的分格格數(shù)。天平的的敏度高，說說明天平的性性能好。當天天平一則增加加一小質(zhì)量時時，指針向另另一則偏轉(zhuǎn)nn個格（divv），則天平平的靈敏度等等于 （11）

5、（3）天平的感感量：是指天天平指針偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)一個分格時時所加載的砝砝碼數(shù)。數(shù)值值小，說明天天平的性能好好，即儀器的的分辨率高。天平的靈敏度與與感量之間的的關(guān)系互為倒倒數(shù)，則有 （22）（4）天平幾個個點的概念：天平的停點點是指天平指指針擺動時最最后所停在的的位置；天平平的零點是指指天平空載時時的停點；天天平的平衡點點是指天平調(diào)調(diào)節(jié)平衡后空空載時天平指指針的停點；當天平調(diào)節(jié)節(jié)為可測量狀狀態(tài)時，天平平的零點和天天平的平衡點點應(yīng)該是同一一個點。4、天平的測量量誤差在用天平稱質(zhì)量量時，其測量量誤差主要來來源于以下幾幾個方面：（1）天平的示示值誤差：這這部分誤差主主要屬于系統(tǒng)統(tǒng)誤差（如天天平的不等臂臂）和隨

6、機誤誤差（如每一一次讀數(shù)的不不同）。（2）分度值誤誤差：這部分分誤差主要屬屬于系統(tǒng)誤差差。（3）砝碼誤差差：這部分誤誤差也屬于系系統(tǒng)誤差。5、天平的稱量量方法天平的精精密稱衡（1）交換稱衡衡法（亦稱復(fù)復(fù)稱法）為了觀察和消除除可能存在的的天平不等臂臂誤差（指這這種不等臂誤誤差很小時，否否則就要作結(jié)結(jié)構(gòu)調(diào)整了），常常用的方法就就是交換稱衡衡法，即先將將被測物體放放在左盤，砝砝碼放在右盤盤，稱出質(zhì)量量，然后將被被測物體放在在右盤，砝碼碼放在左盤，稱稱出質(zhì)量，觀觀察和的差異值，以以此判斷不等等臂誤差的情情況。若較小小，在天平和和砝碼的允差差范圍內(nèi)，重重復(fù)多次測量量，可以近似似用（3）公公式求出待測測物

7、體的質(zhì)量量，消除天平平的不等臂誤誤差。 （33）交換稱衡法適用用于各種等臂臂天平，是物物體質(zhì)量精密密測量和砝碼碼檢驗的基本本方法之一，并并可對橫梁不不等臂性誤差差進行計算和和修正。（2）替換法直接替換法適用用于等臂和不不等臂天平，將將標準砝碼BB置于右盤上上，而把與待待測物質(zhì)量相相同（同名義義質(zhì)量）的平平衡重物T放放在左盤，使使天平達到平平衡，重復(fù)數(shù)數(shù)次，記下平平衡點位置（或或記下此時稱稱量值）。取取出標準砝碼碼（或取出同同樣質(zhì)量的平平衡重物），換換上待測物體體A，若天平平的平衡狀態(tài)態(tài)被破壞，則則在比較盤中中添加或減少少標準小砝碼碼b，使天平重重新達到平衡衡，重復(fù)數(shù)次次，記下新的的平衡位置（或

8、或記下此時的的稱量值），待待測物體的質(zhì)質(zhì)量由（4）式式給出 （44）S為最小分度值值，為添加或或減少的標準準小砝碼，第第二項由替換換前后指針偏偏轉(zhuǎn)方向所定定，第三項與與在比較盤中中是添加還是是減少標準小小砝碼有關(guān)。例 有一待待測物A約為為100g，試試用替換法測測定其質(zhì)量，標標準砝碼解： 測量數(shù)據(jù)據(jù)如表1所示示表1 替換法法測定質(zhì)量序號左盤右盤讀 數(shù)平衡位置添加小砝碼左盤右盤1TB-0.1-0.1+0.1-0.12TA+6.6+6.7+6.8+6.8由式（4）可求求出待測物AA的質(zhì)量為： 替換法操作簡便便，用單臂稱稱量，能消除除不等臂性誤誤差。6、天平使用注注意事項（1）天平調(diào)節(jié)節(jié)和使用規(guī)則則

9、的注意事項項 水平調(diào)節(jié)：檢查水平儀儀的水平泡是是否居中，若若有偏離則表表明天平不水水平，應(yīng)調(diào)節(jié)節(jié)天平底座的的螺旋腳，使使水泡居中。 零點調(diào)節(jié)（天天平平衡點的的調(diào)節(jié)）：當當天平空載且且指針有偏移移時，則調(diào)節(jié)節(jié)橫梁上的平平衡螺絲（調(diào)調(diào)平砝碼），進進行水平調(diào)節(jié)節(jié)。 加減砝碼時時，動作必須須輕緩，否則則會使刀刃急急觸而損壞，造造成計量誤差差。 一般在用高高精度分析天天平稱量時，應(yīng)應(yīng)先用物理天天平粗測一下下樣品的質(zhì)量量，再用高精精度分析天平平精密測量。 在操作過程程中，盡量不不要開啟天平平的前門，取取放物體可通通過左側(cè)門，取取放砝碼可通通過右側(cè)門，且且開關(guān)門時要要輕緩。 每次稱量時時，嚴禁在天天平的工作狀狀態(tài)下增減砝砝碼，樣品或或砝碼盡可能能地放在稱盤盤中央，以免免稱盤晃動磨磨損刀刃和影影響迅速讀數(shù)數(shù)。（2）天平砝碼碼使用注意事事項砝碼是稱量的基基準，必須保保持其質(zhì)量的的準確性，使使用時應(yīng)注意意以下幾點 取用砝碼時時要用鑷子，絕絕對禁止直接接用手拿砝碼碼，鑷子不用用時應(yīng)隨時放放在砝碼盒內(nèi)內(nèi)。 因為砝碼和和天平是配套套檢定的，即即每架天平都都有它配套的的砝碼，因此此在同一實驗驗中不要隨意意更換天平或或砝碼。同時時，同一盒砝砝碼中各個砝砝碼的質(zhì)量彼彼此都保持一一定的比例關(guān)關(guān)系，因而不不要將砝碼盒盒內(nèi)的砝碼相相互調(diào)換。 大砝碼置于于稱盤中央，小小砝碼置于大