浅谈关于正确使用电子天平的三个步骤

浅谈关于正确使用电子天平的三个步骤

本文讨论影响电子天平称量准确度的三个步骤：（一）预热天平；（二）运动天平；（三）校准天平。

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1 预热天平

电子天平一般都能在-10℃~+40℃的温度条件下正常工作（指定特殊的工作温度除外）。

进行称量时，首先应对电子天平进行充分预热。平衡属电子天平的基本工作原理，若其失衡，应利用电磁力矫正天平，使其回复平衡。此种电磁力经流经线圈中和物体质量成正比的电流生成在永久磁钢内。流经线圈中的电流I、线圈长度L及磁钢的磁通量Φ均和电磁力F成正比，处在预热环节的天平，磁钢的磁通量Φ会随其内部的不断升温而降低，且流经线圈中的电流I也会逐渐变小，使电磁力F变小，天平无法保持平衡，示值则会发生正的单方向漂移。只要预热时间足够，磁钢能够满足热平衡，完成这一变化过程，天平才可算真正的平衡。然后经回零/去皮，显示回零，这时天平方可使用，尤其对于某些天平属高准确度的，如果条件允许，电源可长期打开以使天平始终保持预热状态。

一部分电子天平的实际分度值d满足0.01mg或进行计量检定的，预热时间最好不少于5小时；若是微量电子天平，且其实际分度值d满足0.001mg的，则其预热时间应多于24小时，若天平处在使用中，可适度缩短预热时间，若显示器的示值不再出现单方漂移的现象，回零/去皮后方可称量。

2 运动天平

完成电子天平的预热后，应先进行短时间的加载和卸载，用来使天平运动，而不应该立刻开始称量。一般这是常被忽略的一个步骤。一般来讲，9至11片簧片组成的弹性支承体就是电子天平的传感器，力的传递就是由天平传感通过这些簧片来完成的，天平的称量工作在平衡—失衡—再平衡的过程中完成。但是，很长时间不称量或正在预热的天平处，其簧片及传感器均进入休眠状态，不再工作，且簧片及传感器的性能无法较快恢复，如果此时就开始称量，不然会造成加载后的天平不能很好的回零，示值失去了稳定性，且重复性不佳。运动天平的办法是在秤盘上加载与天平最大秤量相同的物体和砝码，不必在意其能否回零及其示值，然后再卸载，照此方式操作至少10次，使簧片和传感器转为工作状态，从而确保天平的称量具备稳定性。

如果电子天平是用来计量检定的，以上的步骤不可或缺，否则获得的称量结果会适得其反，此外，很多称量的实践已证明了这一点。如果天平正在使用中，其实际分度值d≥0.1mg,可将加卸载次数适当减少或不进行加卸载，回零/去皮后

称量工作方可进行。若天平属超微量、微量及半微量的，且实际分度值d≤0.1mg，则这一步骤一定要进行，否则得称量结果不稳定；如果此类天平停止称量时常在30分钟以上，再进行称量时仍需短时间的加卸载以运动天平。

3 校准天平

3.1 校准电子天平的必要性

如果要正确的对天平进行使用，关键是对电子天平进行校准，所有的电子天平若不经校准，其称量结果就不准确。一部分用户单方面认为对天平的校准属于计量部门的工作，天平一经检定并合格后，没必要在使用时对其重复校准了。当然，天平的校准工作是计量部门在检定电子天平前一定要进行的，否则取得的检定数据也不准确。每次使用前，一定要进行天平的校准工作，原因有以下两点：

①天平称量的不是重量，而是物体的质量。使用任何一台天平对同一物体进行称量时天平放置的高度及地点都不会影响到物体的质量，因为物体的质量一定，所以应取得相同的称量结果。但是地球因其地心引力，所有物體只要其有质量，重力加速度都不可避免的对其重量造成影响。如：在一楼称得某一物体的质量为200.0000g，但在10m高的四楼，其质量就变为了199.99937g。从这一结果可看出，重力对物体的质量产生了影响，要消除这个重力影响，就必须要应用校准技术。

众所周知，如果天平属双盘等臂机械一类的，当左盘物体的重量平衡于右盘砝码的重量（重力）时，因重力加速度在同一地点数值相同，可左右抵消，故物体的质量与砝码质量相等，自然完成了称量物体质量的目的。但若是电子天平，只有通过校准来消除重力加速度的影响。

②如果放置电子天平的地点相同，对同一物体进行称量，因重力加速度几乎没有差别，每次在进行称量前似乎就可不必校准天平了。其实不然，因传感器自身的温度变化直接受到波动及环境温度变动的影响，流经线圈中的电流和磁通量也随温度的变动而变动，且电磁力也将变动。也会获得不准确的称量结果，如果温度波动范围较小，则电子天平均具备的温度补偿功能才会有效；温度变化都有既定的限度，如果超出了这个限度，则不能进行补偿。最终仍需同校准技术校准天平。

3.2 电子天平的校准方法与原理

为了得到准确的物体质量，必须应用校准技术。现在以AB204-N型天平为例，来进行天平的校准。当电子天平开始校准环节，天平的显示屏上会出现一个闪动的“200.0000”，这就是规定的校准天平的砝码数值，若在称盘上放置质量为200.0000g的砝码，天平将由失衡到平衡，直到显示屏闪动的数值变为“0.0000”，再取下砝码，校准的整个过程就完成了。此外，用来平衡200.0000g的砝码的是电磁力。磁通量会随温度的上下波动而发生变动，流经线圈中的电流值是对电磁力造成影响的只要因素，所以，进行校准时，实际上天平是在寻求一个和相对于

200.0000g的平衡电流值。再对以上的例子进行研究，在一楼时，我们已完成了天平的校准，找到了相对应的平衡电流I1，200.0000g时其称结果。若将天平搬至10m高的四楼，不再对天平进行二次校准，显而易见，因平衡电流I1产生的电磁力未发生变动，而重力加速度g值减小，重力变小，就会导致天平失衡，称量结果就变成了199.99937g，结果出错。如果重新校准天平，这时天平已经重新寻找相对应的平衡电流值，记为I2。显然I2＜I1，重新再称量，结果又变成了200.0000g。

随着科技的进步和社会的发展，已有制造公司推出了先进的校准技术FACT （即全自动校准技术）。使得有这种全自动校准技术的电子天平在使用中变得更为简便。

总而言之，只有完成上述三个步骤后，才能使电子天平进行稳定准确地称量。