杠杆式机械天平三刀吃离线调整的理论计算

时 间 ，而 且容 易 引起其他 故 障 。调 整 时 ，应 正确 把握 天平 刀盒 的结构和生 降刀螺丝 的位置 ，避免相
反调整 ，同时每种 型号天平 的吊挂系统 的重量可能
有所不同，具体调整时，应先称量确认其质量值 。
的重 复 操作 ，提 高 了天 平整 修 的工作 效率 ，避 免
调整过量给天平带来其它 的损坏 。
杠杆式机械 天平三刀吃离线 调整 的理论 计算
郭 境
（ 建 省 计 量 科 学研 究 院 ，福 建 福 州 ３ ０ ０ ） 福 ５ ０ ３
摘要：在杠 杆 式机械 天 平调 修 中 ，三 刀 吃离 线 的调修 难度 很 大 。调整 时 ，大 多数人 都 是凭 经验 ，调 到什 么位 置合 适 ，视 具体 的情 况 而定 。当经验 不 足时 ，不 知调 整 的量 如何 把握 ，往 往会 不 断反 复 ，甚至 常把 天平 调修 “ ”了。本 文 以Ｔ３８ 坏 Ｇ２ 单杠 杆式机 械 天平 为例 ，介绍 一种 杠杆 式机械 天平 三 刀吃 离线调 修 的计算 公式和 计算 方法 ，相 信你 从此 可 以轻轻 松松 完成 天平三 刀 吃离 线的 调修 。
ＧＵＯ Ｊｉｇ ｎ
（ｕｉｎＭｅ ｏｏ ｙＩｓｔｔ ， ｕ ｈｕ３ ０ ０ ， ｕｉ ， ｈｎ ） Ｆ ｊ ｔ ｌｇ ｔｕｅ Ｆ ｚ ｏ ５ ０ ３ Ｆｊ ｎ Ｃ ｉａ ａ ｒ ｎｉ ａ
ＡｂｔａｔＩ ｈ ｄｕｔ ｎ ａｄｒｐｉｏ ｔｅ ｃ ａｉ ｌ ｅｍ－ａ ｃ．ｔ ｖ ｒ ｉ ｃｌｔ ｐ ｉｔｒｅ ｄ ｅ ｏ ｋｉ ｆｅ ｓｒｃ：ｎｔｅａｊｓ ｔｎ ａ ｆ ｍｅｈｎｃ ｂａ ｂｌ ｅｉＳ ｅｙｄｆ ｕｔｏｒ ａ ｈｅ ｇｓ ｆ ｎｆ ｅｄ＆ｏ ｌ ｅＤｕｉｇ ｍｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｎ ａ ’ ｉ ｅ ｒ ｅ ｅ ｆｉ． ｒ ｎ ｎ ａｊｓ ｎ， ｓｐ ｏｌａｅｕｔｅ ｅｄ ｇｏ ｈｉｏ ｎｅｐｒ ｎｅ， ｅ ｄｕｔ ａｐｏｒ ｔｐ ｓ ｏ ｈｙ ｏ ＃ｔｓ ｅ ｎｓ ｎｈ ｄｔ ｌ ｔａｏ ｓ ｄｕｔ ｔ ｔｅｐｅ ｒｊ ｄｐ ｉ ｎｔｅ ｗ ｅｉ ｃｓｔ ｊｓ ｄ ｐｒｐｉｅ ｏｉ ｎｔｅ ｔ ｕ ｉｄｐ ｄ ｏ ｔｅ ｅ ｉ ｄ ｉ ｔ ｎ． ｍｅ ｍｏ ｓ ｎ ｎ ｒ ｘ ｅ ｈ ａ ｅ ａ ｉ ｔ ｈ ｅ ａ ｅ ｓｕ ｉ Ｔ ｅ ａｋｏ ｅｐｒ ｎ ｅ ｏｔ ｅｄ ｔ ｉａｐｏｒ ｔ ｏ ｔ ｌｎ ｆｈ ａ ｕ ｔ ｆｈ ｄｕｔ ｅｔ ｔｕ， ｎｉｕ ｕ ｅｔ ｌ ａｊ ｔ ｎ ｗｉ ｖｎ ｈ ｌｃ ｆ ｘ ｉ ｃｓ ｆ ｎｌ ｓ ｎｐ ｒｐｉｅｃｎ ｏｌｇｏ ｔｅ ｍｏ ｎ ｏ ｔｅａｊ ｍ ｎ ｓｈ ｓａｃ ｔ ｏ ｒ ａａ ｅ ｄｕ ｍｅｔ ｌｅｅ ｅ ｅ ｅ ａ ｏ ａ ｒ ｉ ｓ ， ｏ ｎ ｓ ｅ ｐ ｂ ｓ ｌ
２ ｌ 年第３ １ ０ 期 （ 第１ 期） 总 ５
质 量 技 术 监 督 研 究
Ｑ ａ１ ｔ ｎｄ Ｔｅ ｈ ｃ Ｓ ｐｅ ｖｉ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｈ ｕ ｉ ｙ ａ ｃ ｎｉ ａ１ ｕ ｒ Ｓ ｏ Ｒ ｓ ａ ｃ
ＮＯ． ３．２ Ｏｌ ｌ
Ｇｅｎ ｒａｌ ｅ Ｎｏ．１ ５
收稿 日期：２ ｌ —０ —２ ０１ ３ ３
比空载 时多 。因而 ，天平 全载 时 的分度 灵敏度 比 空载时高，此时天平处于吃线状 态；
（ 二）当 Ｉ ＞ 时 ，表明 ：当天平秤盘上的
载荷 改变 了１ｍ 时 ，天平 空载时指针摆 过的分度 数 ０ｇ 比全载 时 多。因而 ，天平 空载 时 的分 度灵 敏度 比
质量 ；
再拧紧两边的螺丝 （ 两螺丝拧紧的幅度应一致 ），中 间螺丝放松 的幅度和两边的螺丝拧紧的幅度要基本一 致；接下来 ，测试天平空载分度灵敏度。如此反复，
直到测得天平空载分度灵敏度 为１７ ２ ０． 分度 。最后，
・ ２７ ・
通过调整感量铊将天平分度灵敏度降至１ｏ ０分度 。
天 平 三刀 离线 ，此 时 ，天平在 衡量 时其 灵敏 度随
载 荷 的增加 而 降低 。而 当天平 中刀 刀刃 刚好 处于
这 一连 线上 时，我们 称 该天平 三 刀平线 ，此 时天 平 在衡 量 时 ，其 灵敏 度不 随载 荷 的变 化 而变化 ， 这 是最 理想 的状 态 。当天 平吃 线或 离线 的量值 超 过 了Ｊ Ｇ ９ — ０ ６ Ｊ ８ ２ ０ 机械天平检 定规程所允许 的范围 时 ，就应进行调整 ，使之尽可 能接近 平线。
关键 词：杠杆 式机 械天 平 ；灵敏 度 ；三刀 吃离 线
一
、
概 述
二 、天 平 吃 离线 的 测试
天 平 空载 时 ，开启天 平 ，读取 天平 平衡 位 置
杠 杆式 机械 天平 在 使用过 程 中 由于刀 口的磨
损 、刀 盒位 置 的微小 位移 或承 载时横 梁轻 微变 形
读数为 ；将质量为 １ｍ 的分度 值砝码 加放在天平 ０ｇ
急 于 求 成 ，希 望 一 次 性 调 好 。否 则 往 往 事 与 愿
违 ，致使 调整 量过 多 ，而 不得 不反 复调 ，不但 费
四 、结 束语
通 过理 论计 算杠 杆式 机械 天平 三 刀吃 离线 的 调整 量 ，把要 调整 的机 械位 移量 通过 天平 分度 数
的 改变 量进行 量化 ，减 少 了调整 过程 中 的不必 要
Ｔ ｅＴ ｅｒｔ ａ ｌｕａ ｏ ｎｔｅ ｊ ｓｍｅ ｔ ｆ ｈ ｈ ｏｅ ｃｌ ｃ ｌｔ ｎｏ ｕｔ ｎ ｉ Ｃａ ｉ ｈ Ａｄ ｏ
Ｍ ｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ａ ｂａ ａ ｃ ｒ ｅＥｄ ｅ ｆ ｎ ｆ ｅ ＆ ｏ ｎ ｃ ａ ｉ ａ Ｂｅ ｍ－ ｌ ｎ ｅＴｈ ｅ ｇ ｓｏ ｉｅＦｅ ｄ Ｋ ｆ Ｌｉ ｅ
为天 平左 盘 空 载灵 敏 度 ，用 ｔ 号 表示 ，则 ： 符
ｌ — ０ 分度）。承接以上步骤，关闭天平， ＝ １ｌ （
取下 １ｍ 分度值砝码 。放上一对 质量为２０ 的等量 ０ｇ ０ｇ 砝码 ，开启天平 ，读取天平平衡位置读数 为 ；将 ：
为 １ｍ 的分度值砝码加放在天平 的左盘 ，读取天平 ０ｇ
１＝ １９ ３ ０
．
８ 分度 。则有 ： １ Ｉ ８２ ． ＝９ ． ＝ ． 一Ｏ０ｌ ８２ ９
分度，
＝ ｝ ０ ． —２ ２ｌ ０ ． 分度， ｉ ９ ８ ． ＝１ ７ ６ 此时
１ ０．—９．＝９４ ＝１７６ ８２ ．分度 。若要将天平三 刀
＞ １ ，天平三 刀处 于吃 线状 态 ，吃线量 值 为
三 、天 平吃 离线 的调 整 方 法
目前 ，国产的Ｔ３８ Ｇ ２杠杆式天平，中刀是基本 固
定的，没有设计调整量 ，左边刀通常也是固定的不能
＋
代入 公式 （ ），得： １
辫 （ …叭 丽） 刀 一 荆 卜 反
即，只需将天平 的分度 灵敏度 调到９ ． 分度 ， ３７
调整时，用小扳手松开天平右刀盒下两边的螺
参考 文献：
［］ＪＧ ９— ０６ 机械 天平 检定规程 ． １ Ｊ ８ ２ ０ ［］Ｇ ／ １ ８ １ ９ ２ Ｂ Ｔ ４ ６ — ９ ２非 自动天平， 杆式 天平 ． 杠 ［］赵亚军 ， 《 ３ 天平砝码》 ，计量 出版社 ，２ １年 １ 月 ００ Ｏ
杠杆 式 天平 三刀 吃 离线 的调整 应 细心 ，不 能
果： 厶＝ ． 分度 ，， ＝ ０ ． 分度 ，１ ＝２ ２ ００ １ １０ ２ ２ ． 分度 ，
假 设 ，天平 经 上述 步骤 吃 离线 检测 ，所 得 结
厶 ９．分度。则有 ，ｌ ０． －００Ｉ ０． ： ＝ １８ ＝Ｉ ０２ ． ＝１０２ １ 分度 ， ＝ ｌ １ ８ ． ＝８ ． 分度 。此 时 ， ． —２ ２ｌ ９ ６ ９
作者简介： 郭 境 ， 男 ，福 建 省 计 量 科 学研 究 院 力 学 室 ， 高级 工 程 师
・ ２６ ・
全载 时高，此 时天平处于离线状态 ；
（ 三）当， ＝ 。 ，表明：当天平秤盘上的载 时
９、 Ｐ— —天平 全载左 、右盘全 载荷砝 码 的
质量 。
荷改变了ｌｍ 时，天平全载时指针摆过的分度数和空 Ｏｇ 载时相等 。因而，天平全载时的分度灵敏度与空载时 相同，此时天平处于平线状态 。天平三刀平线时，其 灵敏度不随载荷 的变化而变化 ，是最理想的状态。
（ ） 离线 的调 整 二
天平右边 刀盒下面有三个螺丝用来调 整刀盒上 下位置 。刀子 固定在刀盒上 ，调整 了刀盒 的上 下位 置也就调整 了刀子的上下位置 。两边螺丝作用一
样 ，用 于升 刀 ，中间螺丝为 降刀螺丝 。
（ ） 吃 线 的调 整 一
假设 ，天平经上述步骤 吃离线检测 ，所得结
则天平三 刀即处于平线状态 。
丝，两螺丝放松 的幅度应一致；拧紧 中间螺丝，中间 螺丝拧紧的幅度和两螺丝放松的幅度要基本一致 ；接 下来 ，测试天平空载分度灵敏度 。如此反复，直到测 得天平空载分度灵敏度为９．分度，调整完毕。最 ３７ 后，通过调整感量铊将分度灵敏度升至１０ ０分度 。
ｌ ， ＞ ，天平 三 刀处 于 离 线状 态 ，离线 量值 为 １ ， 一 ＝１０２ ９６ ０６ ０．—８． ＝１．分度 。若要将天平三刀
调到平线状态 ，则应 将天平右边刀 盒的位 置 向上
调整 。
果 ：， ＝０ ０ ０ ． 分度 ，厶 ＝９ ． 分度 ， Ｉ ＝２ ２ ８２ ２ ．分度 ，
平衡位置读数为厶，则 一 ： Ｉ 即为天平左盘全载灵
敏 用， 符号 表 则： 一 ２ 分度）。 度， 为 示， ， ＝ Ｉ （
比较 ，ｌ Ｊ与 的值 ： ｏ （ 一）当 ＞ ｌ 时，表 明：当天平秤盘上 的 载荷改变 了１ｍ 时 ，天平全载时 因，导 致天 平三刀 不 在 同一 个平 面上 ， 人们 称之 为机 械天 平 三刀 吃离线 。机械 天 平三 刀 吃离 线会导致天 平在称量 时， 其灵敏度 随被称物体
的质量不 同而不 同，影 响了衡量结果 的准确性 。
的左盘 ，读取天 平平衡 位置读 数为 ，则 一 厶
即，当天平分度灵敏度调整￣ ｉ ７ ２ Ｕｏ ． 分度 ，天 平三 刀即处于平 线状态。 式 中：” ——平线 时应调到的分度灵敏度 ； 调整时，用小扳手松开天平右刀盒下中间螺丝 ，
－ —— 空载 时的分度 灵敏度 ；
， ——全载 时的分度 灵敏度 ； Ｑ０ ｏ 天平 空载 时左、右盘悬挂系统 的 、Ｐ ＿ 一
根据 《 ＢＴ４ ６— ９ ２非 自动天平 Ｇ ／ １８ １９
杠杆式天
平》规定，Ｔ ３ ８ Ｇ ２ 天平空载左 、右盘 吊挂系统 的总
质量 为２０ ，即 Ｑｏ Ｐ ＝ ｌｇ ２ｇ ＝ ｌＯ ；天平 的最大秤量 为 ２０ ，所 以，全载时左 、右盘全载荷砝码 的质量为 ０ｇ
２ ０ ， 即 Ｑ＝ ２ ０ 。 ０ｇ ｐ＝ ０ ｇ
何 为天 平三 刀吃 离线 ？假 设我 们连 接天 平两 边 刀 的刀 刃作 一条 连线 ，当天 平 的 中刀 刀刃 位于 连 线 下方 时 ，我们 称该 天平三 刀 吃线 。此 时 ，天 平 在衡 量 时其 灵敏度 随载荷 的增加 而提 高 。若天
平 的中刀 刀刃位 于这 一连 线 的上方 ，我 们则 称该
＝
— １０ １
７ ＋１ ９２＝ ９３， 分度 １（ ８ ０ ．
—
９ ２ ８．
调整，调整 时不要随意去调整中刀和左边刀盒 。天平
吃离线的调整 ，通常在天平右边刀盒上进行。天平 的 刀紧固在刀盒上，通过调整刀盒的高低来改变刀在天
平横梁上的位置，从而改变天平两边刀连线与中刀刀 刃的相对位置，达到改善天平吃离线的状态 。
一
调到平线状态 ，则应 将天平右边刀盒 的位置 向下调 整 ，当天平分度灵敏度 调整到 值 时，天平三刀就 处于平 线状态 了 。分度 灵敏度 应调整到 的值 ｎ 可
以由以下 公式计算得 到：
根据公式 （ ），此时需要将 天平分度灵 敏度 １ ， 调整到： ｚ
农
Ｉ ＝分 ： １ 度 ０ 。 ０ ７ ， ・ ２ ２