天平分类、使用、维护与保养

分析天平简介
2011.07.13
• 分析天平是定量分析操作中最主要最常用 的仪器，常规的分析操作都要使用天平，天 平的称量误差直接影响分析结果。因此，必 须了解常见天平的结构，学会正确的称量方 法。
1 分析天平的分类 分析天平，又称化学天平，是化学试验中用
于准确称量物质质量的衡量仪器。
1.1 按天平的结构特点分为等臂天平，不等臂 天平两类。
天平门 称量台 水平仪 水平调
节螺丝 显示屏 功能键
1.5 称量
根据不同的称量对象和不同的天平，应当根据 实际情况选用合适的称量方法操作。 称量时，要 根据不同的称量对象，选择合适的天平和称量方 法。一般称量使用普通托盘天平即可，对于质量 精度要求高的样品和基准物质应使用电子天平来 称量。
电子天平的分类，维护及保养
（2）对称量范围的要求 选择电子天平除了看其精度，还 应看最大称量是否满足量程的需要。通常取最大载荷加少 许保险系数即可，也就是常用载荷再放宽一些即可，不是 越大越好。
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2、 关于电子天平的校准 (使用前一定要仔细阅读说明书) 在计量院检定及测试中我们发现，对天平进行首次计
（1）直接称样法 此法用于称量一物体的质量，例如小烧杯的质
量，容量器皿校正称量容量瓶的质量，重量分析 实验中称量坩埚的质量等。对于某些在空气中不 易潮解或升华的固体试样也可用直接称样法。
（2）指定质量称样法 又称增量法。此法用于称量某一固定质量的
试剂（如基准物）或试样。此法操作的速度很 慢，适宜称量不易潮解、在空气中能稳定存在 的粉末状或固体小颗粒样品。
1.2 根据天平的用途或称量范围，可分为 常量分析天平（0.1mg·分度-1，载重量100g、 200g）；微量天平(0.01mg·分度-1 ，载重20g)； 超微量天平( 0.001mg·分度-1 ) 。
1.3 常见的天平有以下几类：
1.3.1 托盘天平 1.3.2 空气阻尼天平 1.3.3 电光天平 1.3.4 电子天平
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3、半微量天平 半微量天平的称量一般在20至100g，其
分度值小于(最大)称量的10-5，如Mettler的 AE50型电子天平和Sartoruis的M25D型电子 天平等均属于此类。 0.2345
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4、常量电子天平 此种天平的最大称量一般在100来自200g，子天平的统称。
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二、 选购及使用注意事项 1、（1）如何选择电子天平 选择电子天平应该从电子天平的绝对精度(分 度值e)上去考虑是否符合称量的精度要求。如选 0.1mg精度的天平或0.01mg精度的天平，切忌不可 笼统地说要万分之一或十万分之一精度的天平，
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因存放时间较长，位置移动，环境变化或为获得精确测量， 天平在使用前一般都应进行校准操作。校准方法分为内校 准和外校准两种。德国生产的沙特利斯，瑞士产的梅特勒， 上海产的“JA”等系列电子天平均有校准装置。如果使用 前不仔细阅读说明书很容易忽略“校准”操作,造成较大称 量误差。下面以上海天平仪器厂JA1203型电子天平为例说 明如何对天平进行外校准。
玛瑙刀口锋利平滑。当天平启动时，三个刀 口分别由玛瑙平板支承，可以很灵敏地摆动。若 刀口出现缺损或经长期使用磨钝后，天平摆动阻 力增加，灵敏度下降。因此要特别注意保护玛瑙 刀口，天平关闭时横梁被托叶架起，使刀口不与 平板接触，托叶就是一种保护装置。在加减砝码 和称量过程中，绝不允许开动天平操作，一定要 将天平梁托起。
机械加码装置是通过转动指数盘加减圈状砝码 (俗称圈码)的装置，1克以下的砝码由指数盘操纵 自动加减的,称为半自动电光分析天平,如下图 1.3.3(a)所示。大小砝码全部由指数盘操纵自动 加减的,称为半自动电光分析天平；大小砝码全部 由指数盘操纵自动加减的,称为全自动电光分析天 平如图1.3.3（b）所示。
图1.3.3（a）—— 半自动电光分析天平
1-横梁； 2-平衡铊； 3-吊耳； 4-指针； 5-支点刀； 6-框罩； 7-圈码； 8-指数盘； 9-支力销； 10-托翼； 11-阻尼内筒； 12-投影屏； 13-秤盘； 14-盘托； 15-螺旋脚； 16-垫脚； 17-升降旋钮； 18-调屏拉杆；
在《JJG98-90非自动天平试行检定规程》中规定，最大允 许误差与检定标尺分度值“e”为同一数量级，此台天平 的最大允许误差为1e，显然不能称量7mg的物体;称量15mg 的物体用此类天平也不是最佳选择，因为其测试结果的相 对误差会很大，应选择更高一级的天平，有的厂家在出厂 时已规定了最小称量的数值。因此我们在选购及使用电子 天平时必须考虑精度等级。
每台天平都附有一盒配套的砝码，1克以上的 砝码用铜合金或不锈钢制成，1克以下的砝码用铝 合金制成片状，俗称片码。称量时欲加10毫克以 上的质量，可在称盘上加砝码或片码。
图1.3.2（b）—— 砝码
（4）游砝与游砝标尺
10毫克以下的质量，可借游码在游砝标尺上 移动位置达到平衡，游码由铝丝制成，质量为10 毫克。游码标尺上刻有20个大格，每一大格表示1 毫克，每一大格分五等分每一小格相当于0.2毫克。
电光分析天平一般可称量至0.1毫克，最大载荷为 100克或200克。
1.4 电子天平 电子天平是最新一代的天平，它是根据电磁力平衡
原理，直接称量，全量程不需要砝码，放上被测物 质后，在几秒钟内达到平衡，直接显示读数，具有 称量速度快，精度高的特点。
它的支撑点采取弹性簧片代替机械天平的的玛瑙刀 口，用差动变压器取代升降枢装置，用数字显示代 替指针刻度。因此具有体积小、使用寿命长、性能 稳定、操作简便和灵敏度高的特点。
（3）减量称样法 此法适用于称量在空气中易吸水、易氧化或
易与CO2反应的试样。称量时需把试样放在称量 瓶内，倒出一份试样前后两次称量之差，即为 该份试样的质量。
1.6 注意事项
1.6.1 天平箱内保持清洁干燥，天平箱内如落入杂物或 试剂，应及时用毛刷扫除，干燥剂（变色硅胶）应 及时更换（干燥时呈蓝色，吸水后形成CoCl3•6H2O 呈粉红色），烘干后又可再使用；读数时应关好边 门，以免受气流影响；
图1.3.2（a）—— 空气阻尼天平
1-横梁； 2-支点刀口； 3-支力销； 4-平衡螺丝； 5-吊耳； 6-体架； 7-指针； 8-读数标牌； 9-秤盘； 10-盘托； 11-垫脚； 12-开关； 13-水平调节螺丝； 14-游码钩操纵杆； 15-阻尼器；
（1）天平横梁及玛瑙刀
天平的主要部件是天平横梁，它是由铝合金 材料制成的。横梁上装有三个棱形的玛瑙刀，其 中一个装在横梁的中间，刀口向下，称为中刀或 支点刀；另两个等距离地分别安装在横梁两端， 刀口向上，称为边刀或承重刀，三个刀口的棱边 完全平行，并处于同一水平面上。
室仪器管理人员，不要自行处理；
1.6.7 称量完毕，应随时将天平复原，关闭电 源，并检查天平周围是否清洁。
电子天平的分类，维护及保养
一、电子天平及其分类： 人们把用电磁力平衡被称物体重力的天平
称之为电子天平。其特点是称量准确可靠、显 示快速清晰并且具有自动检测系统、简便的自 动校准装置以及超载保护等装置。 按电子天平 的精度可分为以下几类:
1.5.1 称量前的检查
取下天平罩，叠好，放于天平后。 检查天平盘内是否干净，必要的话予以清扫。 检查天平是否水平，若不水平，调节底座螺丝，
使气泡位于水平仪中心。 检查硅胶是否变色失效，若是，应及时更换。
1.5.2 称量方法 根据试样的不同性质和分析工作的不同要求，
可分别采用直接称样法（简称直接法）、指定质 量（固定样）称样法和减量称样法（也称减量法） 进行称量。
1.6.2 分析天平应放在专用的水泥或大理石台 面上，台面要求水平而光滑；
1.6.3 不要将热的或冷的物体放在天平上称量， 应使物体和天平室温度一致后再进行称量；
1.6.4 不能将化学药品直接放在托盘上称量， 以免污染腐蚀托盘；
1.6.5 整个操作过程，动作要轻； 1.6.6 如果发现天平不正常，应及时报告实验
此外，电子天平还具有自动校正、自动去皮、 超载显示、故障报警等功能。以及具有质量电信 号输出功能，且可与打印机计算机联用，进一步 扩展其功能，如统计称量的最大值、最小值、平 均值和标准偏差等。 由于电子天平具有机械天平 无法比拟的优点，尽管其价格偏高，但也会越来 越广泛的应用于各个领域，并逐步取代机械天平。
因为国外及国内有些厂家是用相对精度来衡量天 平的，否则买来的天平无法满足用户的需要。例 如在实际工作中遇到这样一个情况，用一台实际 标尺分度值d为1mg，检定标尺分度值e为10mg,最 大称量为200g的Mettler电子天平，用来称量7mg 的物体，这样是不能得出准确结果的。678。9mg
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（2）空气阻尼器
在两个称盘上方，装有空气阻尼器，此阻尼 器由铝材制成的圆筒形套盒组成，外盒固定在天 平支柱上，内盒比外盒略小，内盒悬挂在吊耳勾 上，两盒间隙均匀，不发生磨擦。当启动天时， 内盒能自由地上、下移动，由于盒内空气阻力作 用，使天平横梁能较快地停止摆动而达到平衡， 更方便观察指针读数。
（3）砝码（见图1.3.2（2））
量测试时误差较大,究其原因，相当一部分仪器，在较长的 时间间隔内未进行校准，而且认为天平显示零位便可直接 称量。（需要指出的是，电子天平开机显示零点，不能说 明天平称量的数据准确度符合测试标准，只能说明天平零 位稳定性合格。因为衡量一台天平合格与否，还需综合考 虑其它技术指标的符合性）。
电子天平的分类，维护及保养
1． 秤盘； 2． 屏蔽环； 3． 地脚螺旋；4． 水平仪； 5． 功能键； 6． CF清除键； 7． 除皮键； 8． 打印键； 9． 调较键； 10．开/关； 11．显示器； 12．CMC标签； 13．具有cε标记的型号牌； 14．防盗装置； 15．菜单-去联锁开关； 16．电源接口； 17．数据接口； 18．秤盘支架。
图1.3.3（b）—— 全自动电光分析天平
1-横梁; 2-吊耳; 3-阻尼内筒; 4-秤盘; 5-托盘; 6-旋钮; 7-垫脚; 8-投影屏; 9-变压器; 10-折叶; 11-圆形砝码; 12-环形砝码; 13-支力点; 14-螺旋脚;
光学读数装置是：光源发出的光线经聚光后，照 射到天平指针下端的刻度标尺上，再经过放大，由 反射镜反射到投影屏上，由于指针的偏移程度被放 大在投影屏上，所以能准确读出10毫克以下的重量。
其分度值小于(最大)称量的10-5，如Mettler 的AE200型电子天平和Sartoruis的A120S、 A200S型电子天平均属于常量电子天平。
电子天平的分类，维护及保养
5、 分析天平 其实电子分析天平，是常量天平、半微
量天平、微量天平和超微量天平的总称。
6、 精密电子天平 这类电子天平是准确度级别为Ⅱ级的电
游砝标尺的中间刻度为“0”，正好处在天平的 支点位置上，如将游码放在右方刻度“10”处，则 表示在右盘上加了10毫克：如放在左方刻度“5”处， 则表示在右盘上减少了5毫克。
空气阻尼天平一般可称准0.10.2毫克，最大载 荷为100克或200克。
1.3.3 电光天平
电光天平是在阻尼天平的基础上发展而制成的,与 空气阻尼天平相比,主要是增加了两个装置：一个是 机械加码装置；另一个是光学读数装置。
1.3.1 托盘天平 1.3.1.1 称量误差较大，一般用于对质量精度
要求不太高的场合。 称量采用杠杆平衡原 理，使用前须先调节调平螺丝调平。 调节 1g以上质量使用砝码，以下使用游标。 1.3.1.2 砝码不能用手去拿，要用镊子夹。
1.3.2 空气阻尼天平 其结构如图1.3.2（a）所示。
电子天平的分类，维护及保养
1、超微量电子天平 超微量天平的最大称量是2至5g,其标尺
分度值小于(最大)称量的10-6,如Mettler的 UMT2型电子天平等属于超微量电子天平。
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2、微量天平 微量天平的称量一般在3至50g，其分度
值小于(最大)称量的10-5，如Mettler的AT21 型电子天平以及Sartoruis的S4型电子天平。