浅析电子天平的特点与使用方法

浅析电子天平的特点与使用方法

【摘要】随着我国科学经济不断的发展，电子天平的使用越来越广泛，称量的准确度直接影响检测结果的准确度。怎样正确地选择和使用电子天平从而获得准确的称量结果，是工作者必备的知识和技能。本文以个人的工作经验对电子天平的特点与使用方法进行分析。

【关键词】电子天平；特点；选择；使用方法

1.电子天平的特点

电子天平直接称量，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、体积小、使用寿命长、性能稳定、操作简便和灵敏度高的特点。此外，电子天平还具有自动校准、自动去皮、故障报警等功能，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。某些电子天平还具有称量范围和读数精度可变的功能。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，但也越来越广泛地应用于各个领域，并逐步取代机械天平。

2.电子天平的选择

电子天平按天平的最小分度值(感量)，可分为普通电子天平(分度值为0.1mg)微量天平(分度值为0．01mg)和超微量天平(分度值为0．001mg)。国产、进口的电子天平，规格、型号很多、选购电子天平时，最重要的技术指标之一就是其分度值，当然最大称量也应在通常适用范围。

2．1最小称量值

选择电子天平应该从电子天平的分度值(绝对精度)上去考虑是否符合称量的精度要求。这里首先要纠正一下日常使用中常忽略的两个问题。(1)常说的十万分之一、百万分之一的天平，其实是不准确的。因为十万分之一、百万分之一指的是天平的相对精度，即分度值/最大称量，并不能准确地表明天平的分度值，所以还是应该明确指出天平的分度值或精度为0．01mg或者0．001mg(2)使用分度值为0．01mg的微量天平能否称毫克级的样品，如5mg10mg的样品?这就涉及到最小称量值的问题。

天平的最小称量值会受到天平的重复性、皮重以及不确定度和扩展因子(通常为2或3)的影响。这里的最小称量值是指样品净重，不是称量皿加上样品的总重。

根据中国药典的规定：“精密称定系指称取重量应准确至所取重量的千分之一：称定系指称取重量应准确至所取重量的百分之一”作者理解，精密称定，对于分度值为0．01mg的天平，它的误差为±0.01mg，即0．02mg，如果要求误差小于等于0．1%，那么至少应称取20mg以上的样品；对于分度值为0.001mg的天平，它的误差为±0.001mg，即0．002mg，如果要求误差小于等于0．1%，那么至少应称取2mg以上的样品。

同一型号的天平，使用的程度不同，可能会造成重复性的不同，所以还是应该以实验室测定的结果为准。这就是另外一种计算天平重复性的方法。现场测试法，它需要连续不少于10次称量，计算其标准偏差，即为重复性称量次数越多，结果越准确。至于选用哪个砝码称量，应该是选用总量程的5%的砝码进行重复性(标准偏差)的测定，也就是说，如果量程为40g的天平，选择2g的砝码进行10次称量的标准偏差即可，然后再按照上述公式计算最小称量值。

2．2最大称量

选择电子天平除了看其分度值，还应看最大称量是否满足量程的需要最大称量，又称最大载荷量，表示天平可称量的最大量电子天平由于其准确度高，称量小，因此绝不允许用天平称量超过最大称量的物体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些即可，并不是越大越好。在去皮称量时要慎重，即附加质量加上被测质量应等于或小于电子天平的称量能力。

3.电子天平的预热

根据电子天平的工作原理，当天平通上电，处于预热阶段时，随着天平内部温度的慢慢升高，磁通量会逐渐下降，同时流过线圈中的电流也会减小，这样就导致了电磁力变小，电子天平失去平衡，于是天平的显示会呈现单方向的漂移这时如果直接进行称量，结果就会不准确只有当天平经过充分预热，使温度达到平衡，即温度不再发生变化时，天平才真正达到平衡故天平需要充分的预热。

不同精度的电子天平所需的预热时间是不同的。一般情况下，天平的精度越高，所需的预热时间就越长。例如：对于分度值d0．01mg的电子天平，预热时间至少要5h；分度值d0．001mg的超微量电子天平，预热时间则需要24h以上才能获得准确的称量结果。

4.电子天平的预加载卸载操作

当电子天平正处于长时间的通电预热阶段，或者较长时间没有进行称量时，不能马上进行称量，先要进行短暂的加载、卸载操作。这是因为电子天平的传感器是由金属簧片构成的弹性支承体进行力传递的，使天平在平衡-失衡-平衡的过程中完成称量。当天平正处于长时间的通电预热阶段，或者较长时间没有进行称量时，天平传感器就处于工作的休眠状态，此时称量，金属簧片的惰性较大，恢复性能不好，势必会引起天平加载后回零不好、示值的稳定性不好等问题，使天平的称量示差发生偏差。这时需要通过用相当于天平最大称量的砝码或物体加载到秤盘上，然后再卸载，这样反复5～10次，使天平传感器的金属簧片从休眠状态逐渐进入工作状态，就可以使天平稳定地工作了对于计量精度要求高的天平，这一步相当重要，且是必不可少的。

5.电子天平的校准

(1)移动天平要校准电子天平在安装或移动之后，必须进行校准因为天平称量的实质是安装地点被称物体的重力(显示给出的是质量数值)，而重力G=mg，即与重力加速度g有关在地球上，由于地球经纬度的不同，各地的重力加速度并不相同，天平安装地点的纬度越高，g值越大；在相同纬度上，高度越高，g值越小，称量值也随之而变因此同一台天平称同一个物体，为了使称量更准确，亦可随时对天平校准。

(2)环境温度变化要校准尽管电子天平都有温度补偿功能，但它只是在小的温度波动范围内有效，温差超过一定限度是无法补偿的。这时就需要重新校准天平，避免因为环境温度变化而影响天平的准确称量。有的电子天平已经推出了较先进的全自动校准技术，它自身随时进行天平的检测，一旦超过允许误差范围，天平会自动校准，以始终保证天平具有很高的准确性。

6.电子天平的日常监测

对电子天平进行了校准，开机显示零点，是否就意味着天平状态良好，可以使用了呢?也不是。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，只能说明天平零点稳定性合格因为衡量一台天平合格与否，还需要综合考虑其它技术指标的符合性。虽然天平在使用前都需要进行校准，但对于称