分析天平的分类、原理和结构

分析仪器结构及维护1.1天平的类型1.2分析天平1.3电子天平1.4试样的称量学习情境二分析天平1.1天平的类型1、按被称物的平衡特点：杠杆式天平、扭力天平、特殊天平（液压原理、电磁作用原理、压电效应原理）2、按应用范围不同：实验室用天平（架盘天平、工业天平、分析天平、半微量分析天平、微量分析天平、超微量分析天平特殊天平）和计量室用天平（标准天平、基准天平）3、按结构特点：等臂天平和不等臂天平4、按精度分级和命名分：能称准的最小质量、分度值和最大载重之比实验室用天平1、架盘天平：简便快速，称量范围大最大称量为50g~20kg，感量为千分之一，用途为粗称药品。2、工业天平：最大称量为100~5000g，感量为1~10mg不等3、分析天平：最大称量100或200g，感量为0.1~1mg4、半微量分析天平：最大称量50,30,20g，感量0.01mg，用途半微量分析和标液标定。5、微量分析天平：最大称量30,20g，感量0.001mg，用途：纯物质和标准物质的分析。6、超微量分析天平：最大称量，5.5mg，感量0.0005mg。7、特殊天平：便携式天平，象限天平，液体比重天平，扭力天平计量室用天平标准天平：传递标准质量，检定砝码质量基准天平：高精度砝码传递，与标准天平对照用图1托盘天平（台秤）1—横梁；2—托盘；3—指针；4—刻度牌；5—游码标尺；6—游码；7—平衡调节螺丝台秤表1—1天平精度分级表精度级别12345678910名义分度值与最大载荷之比1E-72E-75E-71E-62E-65E-61E-52E-55E-51E-41.2分析天平1.2.1分析天平分类1.2.2分析天平的称量原理1.2.3分析天平的构造1.2.4分析天平的使用1.2.5分析天平的安装1.2.6分析天平性能及检定1.2.7分析天平的一般故障及排除分析天平按结构不同分类摆动天平分析天平阻尼天平电光天平半自动电光天平全自动电光天平不等臂天平——单盘减码式电光天平等臂双盘天平

摆动式天平最大称量200g，感量为0.4mg阻尼式天平最大称量200g，感量为0.4mg半自动天平

半自动电光天平1—横梁；2—平衡螺丝；3—吊耳；4—指针；5—支点刀；6—框罩；7—环码；8—指数盘；9—承重刀；10—支架；11—阻尼内筒；12—投影屏；13—称盘；14—盘托；15—螺旋脚；16—脚垫；17—开关旋钮（升降枢）；18—微动调节杆

全自动天平实物图全自动天平全自动电光天平1—横梁；2—吊耳；3—阻尼内筒；4—称盘；5—盘托；6—开关旋钮；7—脚垫；8—照明器；9—变压器；10—微动调节杆；11—环码（毫克组）；12—砝码最大称量200g，感量为0.1mg单盘减码式天平特点：操作简便快速准确1.2.2称量原理L1L2m1gm2g1.2.3分析天平的构造构造砝码1.2.3.1电光分析天平的构造1、外框部分2、立柱部分3、横梁部分4、悬挂系统5、制动系统6、光学读数装置7、机械加码装置外框部分框罩：木质镶边玻璃，保护天平使之不受灰尘、湿气、辐射热和外界气流影响。两侧们，前后拉，称量用，前门供安装、修理、清扫天平时用。底板：固定立柱、天平脚和制动器座架，用大理石或金属做的。水平脚：前2螺丝脚（调水平），后1固定脚。水平脚下面有防震脚垫。立柱部分1、立柱：横梁的支架。中空的柱体，垂直固定在底座上，用以固定托梁架和阻尼器架，内置升降拉杆。2、土字头：在立柱顶端，两端固定大小托翼，前端镶嵌玛瑙刀承3、阻尼器架：固定阻尼外筒和水准器4、水准器：调节地板水平立柱立柱顶端俯视图图6立柱顶端俯视图1—压翼翅板的钢丝弹簧；2—托大翼翅板的螺丝；3,4—托吊耳的支柱螺丝；5—托梁小平板（其上有两个托梁左支柱螺丝）；6—中刀承；7—土字头；8—托梁右支柱螺丝横梁部分

起平衡和承载物体的作用；铝合金或铜合金制成

要求：质量轻，载重时不变形，抗腐蚀，材料膨胀系数小1、刀子：支点刀刀口向下，承重刀刀口向上，均由玛瑙做成的棱形；三把刀口必须完全平行且位于同一水平面上。2、边刀盒3、平衡螺丝：用以调节天平的零点和平衡点4、重心陀：用以调整横梁重心位置和感量5、横梁小平板及玛瑙珠：保证横梁被托起和放下时不发生位移6、指针和微分标牌：指针指向标牌，指示平衡情况横梁图图1-10横梁及安装在其上的零件1，6—承重刀（边刀）；2—横梁；3，5—平衡螺丝；4—重心球；7，10—边刀盒；8—横梁小平板；9—支点刀（中刀）；11—指针；12—微分标牌承重悬挂系统1、吊耳：背面镶嵌边刀承，能使吊耳所受的力均匀的分布在整个刀承上2、阻尼器：内外两个筒，能产生较大的阻力，使横梁迅速停止摆动，便于读数3、称盘：承放称量物和砝码注：吊耳、阻尼器和称盘均有左右之分吊耳图3吊耳1—承重板；2—十字头；3—吊钩；4—刀承；5—加码承受片制动系统

作用：控制天平开关；保护刀口，减少摩擦，避免冲撞1、托梁架：有大小翼翅板各一对、支柱螺丝和压翼翅板的钢丝弹簧2、升降拉杆：于立柱空腔内，上端控制托翼的上下运动，下端通过缩节杆和偏心轴销与开关轴连接3、盘托和盘托翼翅板：天平休止时用来托住称盘，制止称盘晃动4、开关：通过旋钮、开关轴和偏心轴销与缩节螺杆和盘托翼翅板连接，控制天平的开启和休止托梁架图7托梁架1—土字头；2—大翼翅板；3—托吊耳支柱螺丝；4—中刀承；5—立柱；6—小翼翅板；7—托梁右支柱螺丝；8—托大翼翅板螺丝盘托

盘托1—盘托杆；2—紧固螺帽；3—高度调节螺丝；4—顶柱；5—高度微调螺丝开关

开关1—盘托；2—盘托翼翅板；3—缩节拉杆；4—偏心轴销；5—盘托翼翅板轴销；6—弹簧开关；7—开关轴；8—旋钮开关作用当顺时针旋转升降旋钮即开启天平时，立柱上的托翼下落，边刀和中刀先后与刀承接触，盘托同时下降，天平处于工作状态，光源灯亮反时针旋转开关至端点即关闭天平时，立柱上的托翼上升，将横梁和吊耳托住，三个玛瑙刀口和刀承脱离，两个盘托也同时升起，将称盘微微托住，天平处于休止状态，光源灯熄光学读数装置指针（微分标尺）：标示10mg以下砝码值（0~10mg或0~±10mg）光学系统：由光源，聚光管，放大镜，反射镜，投影屏组成光学读数系统机械加码装置组成：骑放环码的金属加码承受架控制环码的机械加码杆控制加码杆的指数盘指数盘1.2.3.2砝码具有确定的质量，用于测定其它物体的质量和检定各种天平砝码组合：

5221型（克以上的盒装砝码）

5211型（克以下的环码）砝码砝码的使用及保养1、经常保持砝码清洁，砝码只能放入称盘和砝码盒两个地方，若有油污，可用绸布蘸无水酒精擦洗。2、夹取砝码要用镊子，绝对禁止用手拿取砝码，镊子不可乱放和挪用。3、砝码应与天平配套，不应随意调换。4、加减砝码应遵循“由大到小，折半加入”的原则，砝码在称盘上要集中。5、转动机械加码装置中的指数盘要缓慢的逐档转动，防止环码跳落、互碰或变形。指数要到位6、砝码若有松动、碰伤、氧化等现象，应立即进行检定7、为确保砝码质量的准确，应定期进行检定，周期一般为一年1.2.4分析天平的使用使用方法使用规则分析天平的使用方法使用前检查和调整测定和调整天平零点测定和调整天平的灵敏度天平称量方法被称物品质量的计算方法分析天平的检查与调整了解物品温度与天平箱温度是否相同检查天平的各个部件是否都处于正常位置

察看天平称盘、底板或其它部件是否清洁

检查天平是否处于水平位置

测定和调整天平零点零点：天平空载时指针所处的平衡位置平衡点：天平载重时指针所处的平衡位置零点要求：微分标尺上的零线与投影屏上的标线重合或在±0.2mg范围内，若达不到要求，要通过平衡螺丝调整，5个分度以内可用零点微调杆。测定和调整灵敏度分析天平灵敏度：（用10mg砝码测)

新出厂和维修后要求10±0.1格/mg

使用中的天平要求10±0.2格/mg调整：用横梁上的重心陀，调节后必须重调零点天平的称量方法打开左侧门放称量物。最好粗称打开右侧门试重。选取砝码遵循由大到小，中间截取，逐级试验原则。读数和记录：采用双读法回零：关闭旋钮，指数盘回零，取出称量物，切断电源，罩好天平罩。被称物质量的计算m=m克+m盘外+m盘内+m屏例1称量某物品时，零点读数为“0”mg，平衡点读数为5.4mg，指数盘外圈读数为500mg，指数盘内圈读数为10mg，天平右盘上的砝码为10g、2g，问该物品的质量。例2称量某物品时，零点读数为-0.2mg，平衡点读数为4.7mg，指数盘外圈读数为100mg，指数盘内圈读数为20mg，问该物品的质量。分析天平的使用规则（1）天平室内干燥、清洁、不受震动，无气流扰动。（2）天平安装调整好后，不得随意搬迁和将零部件挪做他用。（3）天平和砝码应保持清洁，称量和调整天平必须戴上细纱手套，取用砝码一定要用镊子夹取。（4）天平内应放干燥剂，并经常更换，以保持其内部干燥。（5）同一实验应使用同一台天平和砝码（6）熟悉操作和使用规则，称量前、后应检查天平是否正常，必须确定并校对零点，称量中出现故障要及时报告。（7）被称物温度应与天平的温度一致，对潮湿、挥发性、腐蚀性物品，必须放在密封加盖的容器中进行称量。（8）天平载重不得超过最大负荷。（9）被称物和砝码应放在称盘中央，开门、取放物品，增减砝码必须休止天平，转动天平升降旋钮用力要缓慢均匀。（10）称量完毕，一切回零。（11）天平和砝码要定期检定（一般不超过一年）。（12）天平应固定专人保管，设立使用登记本。1.2.5分析天平的安装对天平室的要求安装方法对天平室的要求温度和相对湿度：18～26℃,波动<0.5℃/h；55～75%；避免阳光直射防尘：其它环境条件：气流、震动、强磁场分析天平的安装步骤清洁工作调整地板水平安装照明系统安装阻尼器安装横梁安装盘托、吊耳和称盘检查安装安装环砝码阻尼器的安装

阻尼器安装横梁安装

全自动电光天平左秤盘安装

检查天平安装是否正确察看天平的三个刀子和刀垫间是否有一均匀的刀缝，开启天平时刀缝应均匀消失；阻尼器内外筒之间有均匀的间隙；盘托只稍稍托住称盘，用手轻推称盘时，摆动两、三次即能停下来，开启天平时盘托同时落下；开启天平，看横梁摆动是否自由；标尺成像模糊，可松开固定放大镜的螺钉，前后移动放大镜，直到成像清晰再紧固；如标尺位置偏上或偏下可略转动一次反射镜的角度。测定天平零点，如偏离较大，调整平衡砣。偏离几个分度以内，可拨动调零杆来调节。

全自动（左）和半自动（右）天平的砝码安装

1.2.6天平的性能及检定稳定性灵敏性正确性示值不变性性能检定定义：天平的横梁在受到扰动，离开平衡位置后，能自动恢复到初始位置的能力。与横梁重心的高低有关稳定性灵敏性定义：觉察两盘中重物重量差的能力影响天平灵敏度的因素1、横梁重量反比2、横梁臂长正比3、支点到重心的距离反比正确性（横梁的不等臂性）定义：横梁两臂长有固定的比例关系，比例关系发生微小变化引起的称量误差叫不等臂性误差检定：不以横梁长度之差来表示，而是以全载时由于不等臂性引起的称量误差来表示。影响因素：

横梁变形温度变化部件加工精度好坏刀口磨损定义：在载荷不变的情况下，各次的平衡位置的重现性；平衡位置的差异，叫示值变动性，反映了天平的可靠程度。要求：示值变动性<分度值影响因素：稳定性；元件质量；外界因素（温湿度、气流、震动）等示值不变性计量性能的检定灵敏度：右盘10mg砝码，平衡位置在99～101分度之内。不等臂性误差：将对等砝码放在称盘上，测平衡位置，规定允差为3个分度示值变动性误差：连续测定空载和满载时的平衡位置5次，其极差分别为△o和△p，要求允差在1个分度以内1.2.7天平的一般故障及排除光学系统故障及排除方法（1）开启天平后灯泡不亮（2）天平关闭后灯泡仍亮（3）投影屏不够亮或亮度不均匀（4）微分标牌刻度模糊，标尺偏高、偏低或倾斜机械加码装置故障及排除方法（1）指数盘太紧或太松（2）读数盘的指示数据和实际不符（3）加码杆的升降不到位（1）开启天平后灯泡不亮①插头、插座、灯座接触不良，电源线或连接线松动、断脱，查明后应立即检修。②灯泡烧坏或变压器损坏，立即更换灯泡或变压器。③天平开启后，底板下弹簧开关的接触点生锈、接触不良或未接触上。应用砂纸磨擦接触点或将弹簧片向接点方向弯曲，使其位置合适。（2）天平关闭后，灯泡仍然亮①天平关闭后弹簧开关的接点不能断开，可将开关的接点弹簧片适当地拨开一些。②弹簧开关的插头或插座上的连线短路，检查后应予以调修。（3）投影屏不够亮或亮度不均匀①聚光管未聚光或光源偏离聚光管的中心线。旋松灯座固定螺丝，一边将灯座按顺时针或逆时针方向旋转，一边将照明筒作前后移动，直至投影屏上光线明亮、均匀为止。②聚光管、微分标尺和放大镜不在一条直线上；从侧面观察光路，由聚光管射出光束的中心未对准标尺，或者通过微分标尺以后的光束未对正放大镜的中心，③电压过低，灯泡发黑，或与灯泡的额定电压不符，应更换同规格的灯泡。（4）投影屏上微分标尺的刻度模糊，微分标尺偏高、偏低或倾斜①刻度线模糊，是因放大镜的焦距未调好或镜片松②半边清晰半边模糊，是微分标尺与放大镜不平行。③偏高、偏低，是由于反射镜的角度不对，应拧动第一反射镜的调节手轮，调节第一反射镜的角度，即可纠正。④微分标尺倾斜，可旋松微分标尺金属框的固定螺丝，将其位置摆正，即可纠正。（5）读数盘的指示数据与实际不符①环码挂错了位置，应取下更正。②读数盘的定位不正确。（6）加码杆的升降不到位①凸轮发生位移。②加码杆的间隔挡板发生位移，阻挡了加码杆的升降或使加码杆歪斜。1.3电子天平电子天平的称量原理电子天平的特点电子天平的安装和使用方法电子天平的使用注意事项

电子天平图称量原理电磁原理：

利用电子装置完成电磁力补偿的调节，使物体在重力场中实现力的平衡。或通过电磁力矩的调节，使物体在重力场中实现力矩的平衡。原理图电子天平的特点（1）电子天平支承点采用弹性簧片，数字显示，使用寿命长，性能稳定，灵敏度高，操作方便。（2）电子天平采用电磁力平衡原理，不用砝码，几秒钟内即达到平衡，显示读数，称量速度快，精度高。（3）电子天平有的具有称量范围和读数精度可变的功能]。（4）分析及半微量电子天平一般具有内部校正功能（5）高智能化，可在全量程范围内实现去皮重、累加，超载显示、故障报警等。（6）电子天平具有质量电信号输出。它可以连接打印机、计算机，实现称量、记录和计算的自动化。安装与使用天平室和天平台的要求：同机械天平，注意远离磁性和能产生磁场的物体或设备。安装：按说明书要求使用方法（1）检查调整（2）预热（3）校准（4）称量安装图电子天平外形及各部件1—秤盘；2—盘托；3—防风环；4—防尘隔板电子天平的使用注意事项（1）称量之前须“校准”。（2）开机后需要预热（至少0.5h以上），才能正式称量。（3）电子天平具有积分时间，无特殊要求不必调整。

（4）当稳定性监测器表示达到稳定性时，才可读取称量值。（5）较长时间不使用的电子天平时，应每隔一段时间通电一次，以保持电子元器件干燥，特别是湿度大时更应经常通电。

1.4试样的称量1.4.1试样的称量方法和操作

（1）直接称样法

（2）差减称样法

（3）指定质量称样法

（4）挥发性液体试样的称量1.4.2称量误差直接称量法没有吸湿性的样品或试剂

步骤：（1）测定并调节好天平的零点

（2）将被称试样用药勺取放在已知质量的清洁而干燥的表面皿或硫酸纸上（3）按称量操作程序一次称取试样质量（4）将试样全部转移到接受容器中递减（差减）称样法

操作步骤：（1）检查、调零（2）称量称量瓶和试样质量（3）转移（4）称量称量瓶和剩余试样质量（5）记录，仪器回零减量法差减称量称量瓶与样品质量9.5895g称量瓶与样品质量9.2640g称量瓶与样品质量8.9562g第一次倒出后称量瓶与样品质量

9.2640g第二次倒出后称量瓶与样品质量

8.9562g第三次倒出后称量瓶与样品质量

8.6411g第一份试样质量0.3255g第二份试样质量0.3078g第三份试样质0.3151g

1#2#3#9.58959.26408.9562

-9.2640

-8.9562

-