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要怎么选择电子天平，尤其是称量准确可靠的，那就要了解一下知识了。

2022年09月27日

什么是电子天平

人们把用电磁力平衡被称物体重力的天平称为电子天平，其中一部分称为分析天平。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。


原理和结构


电子天平的原理

机械天平根据杠杆原理，当天平达平衡时，物体的质量即等于砝码的质量。

电子天平一般采用应变式传感器、电容式传感器、电磁平衡式传感器。应变式传感器，结构简单、造价低，但精度有限，在2009年前不能做到很高精度；

电容式传感器称量速度快，性价比较高，但也不能达到很高精度；采用电磁平衡传感器的电子天平，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。



电子天平的基本结构

电子天平的基本结构是由秤盘、传感器、位置检测器、PID调节器、功率放大器、低通滤波器、模数转换器、微计算机、显示器、机壳、底脚等部分组成的：

1、秤盘

秤盘多为金属材料制成,安装在天平的传感器上,是天平进行称量的承受装置。它具有一定的几何形状和厚度,以圆形和方形的居多。使用中应注意卫生清洁,更不要随意掉换秤盘。

2、传感器

传感器是电子天平的关键部件之一,由外壳、磁钢、极靴和线圈等组成,装在秤盘的下方。它的精度很高也很灵敏。应保持天平称量室的清洁,切忌称样时撒落物品而影响传感器的正常工作。

3、位置检测器

位置检测器是由高灵敏度的远红外发光管和对称式光敏电池组成的。它的作用是将秤盘上的载荷转变成电信号输出。

4、PID调节器

PID(比例、积分、微分)调节器的作用,就是保证传感器快速而稳定地工作。

5、功率放大器

其作用是将微弱的信号进行放大,以保证天平的精度和工作要求。

6、低通滤波器

它的作用是排除外界和某些电器元件产生的高频信号的干扰,以保证传感器的输出为一恒定的直流电压。

7、模数(A/D)转换器

它的优点在于转换精度高,易于自动调零能有效地排除干扰,将输入信号转换成数字信号。

8、微计算机

此部件可说是电子天平的关键部件了，它是电子天平的数据处理部件,它具有记忆、计算和查表等功能。

9、显示器

现在的显示器基本上有两种:一种是数码管的显示器;另一种是液晶显示器。它们的作用是将输出的数字信号显示在显示屏幕上。

10、机壳

其作用是保护电子天平免受到灰尘等物质的侵害,同时也是电子元件的基座等。

11、底脚

电子天平的支撑部件,同时也是电子天平水平的调节部件,一般均靠后面两个调整脚来调节天平的水平。

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“电子天平”的分类

电子天平及其分类按电子天平的精度可分为以下几类：

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；

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；

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；

4、常量电子天平：

此种天平的最大称量一般在100至200g，其分度值小于（最大）称量的10-5；

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级的电子天平的统称。




不同精确度等级的天平都用来做什么?


1、精确度更低，做工艺制备性试验。


2、千分之一，做工艺性测试试验。


3、万分之一，做以上试验和化学分析测试。


4、十万分之一，做仪器分析。


5、精确度更高，百万分之一，做仪器分析用。



“电子天平”的性能指标


生活中大家在使用电子天平的时候，首先考虑的就是天平示值的不变性、天平的正确性、天平的灵敏性、天平的稳定性。所谓的稳定性就是指天平精度的稳定性；而灵敏度就是指天平读数的反应快慢，在这方面电子天平较机械天平具有更高的灵敏度；正确性就是指其读数的准确性；而不变性就是指天平读数的稳定性，即天平读数的浮动范围，浮动范围越小，说明其不变性越好。


“电子天平的四个性能指标


一、电子天平示值的不变性

电子天平示值的不变性，是指天平在相同条件下，多次测定同一物体，所得测定结果的一致程度。对于电子天平，依然有天平示值的不变性，比如对电子天平重复性，再现性的控制，对电子天平零位及回零误差的控制，对电子天平空载或加载时，电子天平在规定时间的电子天平示值漂移的控制。

二、电子天平的正确性

电子天平的正确性，就是天平示值的正确性，它表示天平示值接近真值的能力；从误差角度来看，天平的正确性，就是反映天平示值的系统误差大小的程度。

三、电子天平的灵敏性

电子天平的灵敏性，就是天平能觉察出放在天平衡量盘上的物体质量改变量的能力。电子天平的灵敏性，可以通过角灵敏度，或线灵敏度，或分度灵敏度，或数字(分度)灵敏度来表示。对于电子天平，主要是通过分度灵敏度，或数字灵敏度来表示的。天平能觉察出来的质量改变量越小，则说明天平越灵敏，可见对于电子天平来说，天平的灵敏度依然是判定天平优劣的重要性能之一。

四、电子天平的稳定性

电子天平的稳定性，就是指天平在其受到扰动后，能够自动回到它们的初始平衡位置的能力。对于电子天平来说，其平衡位置总是通过模拟指示或数字指示的示值来表现的，所以，一旦对电子天平施加某一瞬时的干扰，虽然示值发生了变化，但干扰消除后，天平又能回复到原来的示值，则我们称该电子天平是稳定的。一台电子天平，其天平的稳定性是天平可以使用的首要判定条件，不具备天平稳定性的电子天平根本不能使用。




“电子天平”的问题
实验室必须建立专门的天平室来放置千分之一的天平吗?能否直接放入检测室内单独的天平台上?

这种级别的天平环境条件要求一般是温度不大于30摄氏度，湿度不超过85%，操作时的温差变化不超过5摄氏度;但能否直接放入检测室内单独的天平台还应考虑该房间是否存在腐蚀性气体、振动和气流等影响，如果都满足是可以放的。




电子天平内硅胶是否该定期更换、多长时间更换一次为好呢?

专家提出，不要在天平里面放干燥剂，要控制天平间的温湿度。真要放的话也是根据实际情况，有一半变色就要换了。




电子天平如何内校?

1、天平应预热，时间大概在2-3个小时之间。

2、天平应该呈水平状，否则就要调整好。

3、天平称盘没有称量物品时,应稳定的显示为零位。

4、按“CAL"键，启动天平的内部的校准功能，稍后电子天平显示“C"，表示正在进行内部校准。

5、当电子天平显示器显示为零位时，说明电子天平应已经校准完毕。





电子天平如何外校?

1、天平应预热30分钟以上。

2、天平应处于水平状态。

3、天平称盘没有称量物品时应稳定的显示为零位。

4、按“CAL"键，启动天平的校准功能。

5、天平的显示器上显示外部校正砝码的重量值。

6、将符合精度要求的标准砝码放在天平的称盘上。

7、当电子天平的显示值不变时，说明外部的校正工作已经完成，可以将标准砝码取出。

8、天平显示零位处于待用状态。*如果在校正中出现错误，电子天平显示器将显示“Err"，显示时间很短，应该重新清零，重新进行校正。





称量纸对天平的影响有多大?

1、如果称量的样品量过小称量时受浮力及静电影响，有可能造成称量结果不稳定。

2、称量纸外边缘超出秤盘范围，造成称量重心偏移。

3、称量纸于秤盘以外的其他部位接触造成称量结果的不准确。





为了控制温湿度，夏天难免要开空调或风扇，怎样避免风对天平的影响?

1、天平应该放在实验室中远离门窗的地方。

2、有多台天平时，越是精密的天平应放在越里面。

3、分析天平最好加装玻璃防风门，精度极高的微量/超微量天平甚至需要两层防风门。





天平的最后一位是可疑数字吗?

一般情况下，最后一位是显示分度值d是不精确值，倒数第二位是实际分度值e，是精确值。但是也有例外，某些天平的e=d，此时最后一位就是确切值。




在不超过天平量程的条件下，为什么不能直接用烧杯称取所需的药品?

天平是一种精密仪器，烧杯质量一般较大，即便在称量范围，但拿起放下对天平的冲击仍然要比称量纸严重。对天平的影响也大!所以，一般不推荐用烧杯直接称量，但不是不能用。




万分天平的最小称样量是多少?

分析化学定量实验所用的器具，误差控制在0.5%以内，也就是千分之五内。万分之一天平示值误差为0.1mg，按千分之五算，最小称样量为200mg，也就是0.2g。




天平清理完要不要重新校正?

只是打扫一下卫生而已，不用校正。另外，天平也不应该经常校正，只有当天平的误差超过允差时才会做校正，如果经常启动校正程序，说明天平的稳定性存在问题了。





电子天平无法正常启动的六大原因

1：若校准数据丢失，请重新校准天平

可能是瞬时干扰影响。


2：天平放置的环境太差改善环境

称重室内留有手的体温尽量减少这一人为因素。


3：被称量物体的温度未与天平达到等温

将样品放置在天平旁等温。



4：样品存在吸水性、放水性、静电、磁性等特性。

4.1、干燥剂的吸水和放水形成了不同方向的气流，引起了空气浮力的变化，导致称量不稳定，应该将称量室内的干燥剂移走保持稳定的称量环境。

4.2、未装称盘：断电后，先装正确的称盘，再开启天平。

a、称盘错：用符合该天平的正确称盘；

b、称盘与防风圈相碰：因安装不当产生的原因，请找出相碰的原因重新正确安装。


5:天平电源插座上没有220V电流接通交流电座;

5.1、若交流适配器出错，选择适合我国工作的220V~交流适配器(外接变压器);

5.2、若交流适配器坏掉，更换新的交流适配器。


6.1、天平放置环境太差防风窗未关闭，改善天平的放置环境，关闭所有防风窗；

6.2、校准特点：电子天平1小时预热后，做第一次自动校准;第二次环境是天平开启2小时后;然后天平保持通电状态150小时后，准时自动校准如有需要，可以随时手动触发校准(内校)。电子天平开启后就自动校准，如有需要，也可以随时手动触发校准(内校)。有的电子天平只能进行外校；

6.3、校准出错：AB/PB/GB/SB用了错误、的外部砝码进行外校。在进入外校程序时，天平会出现一个闪动的砝码数值，使用这一数值的砝码进行外校；

6.4、电子天平显示器右上方出现“CALL”：当显示器上出现”CALL“时，显示器使天平现在工作不准了，需要做内校了。电子天平作完内校后“CALL”会自动消失。






如何检测电子天平性能的好坏?

对于电子天平的选购，如何才能买到一个性价比比较高的天平呢，下面具体介绍一下性能好的天平的检测方法。

1、稳定性：稳定性又可分为长期稳定性和瞬间稳定，长期稳定性是指电子天平在环境温度变化不大，瞬间稳定指天平放上被测物后显示的数值立即显示并保持不变。通电后在很长时间内保持同一补测物重在不同时间段的变化差值。以上参数差值越小说明电子天平性能越稳定。

2、线性准确性：线性也是衡量电子天平的一个非常重要的指标，主要是指，在整个称量范围内，显示值和绝对值之间的偏差。质量不好的电子天平，即使在满量程校准之后，在电子天平称量范围内也是很难获得准确的称量值的。

3、重复性：重复性是衡量电子天平又一个很重要的指标，若重复性不好，那么采集的数据是不可靠的。重复性主要是指电子天平，反复称量很多次，数值的波动性。最小值，最大值及偏差。

4、灵敏度：是指分辨率和分辨率反映的时限性。分辨率指检定分度值e或显示分辨率d。值越小越好(灵敏度超高)。反映时限性，电子天平加重一个灵敏度后数值增加一个灵敏度值的时间越短越好。我们认为电子天平反映快、灵敏度高。

5、使用寿命：使用寿命的长短，使用寿命是指企业使用的预计期间的长短。






如何检测电子天平的精确度

1、机械部分的检查

a开关器检查(是否过紧、过松、偏心轴旋转不到最低点或超过最低点)；b立柱部分检查(立柱垂直度、水准器、底座板)；

c检查电子天平横梁部分(玛瑙刀口有无磨损、感量砣和平衡砣有无滑扣现象、指针是否垂直于横梁)；

d.检查悬挂系统(吊耳有无卡挂、倾斜、游幌，阻尼器有无内外筒卡挂、游幌，称盘有无倾斜)；(5)加码器是否有卡挂现象。

2、光学系统的检查

a.灯泡是否不亮、亮度不够或长明灯；

b.光屏是否正常(无光、光线不强、有黑红色光或条形光)；

c刻度是否正常(刻度是否清晰、看不到刻度、刻度倾斜、刻线弯曲)。

3、计量性能的检查

a空称零点是否改变；

b空称感量和全称感量是否一致；

c用两个全量砝码试比较天平偏差，两个全量砝码交换后，消除砝码差，计算较天平的偏差大小；

d左右两盘分别加放同一小砝码，比较两盘灵敏度相差多少，即“偏感”。




浅析电子天平的调整方法

电子天平在称量过程中会因为摆放位置不平而产生测量误差，称量精度越高误差就越大，为此大多数电子天平都提供了调整水平的功能。


天平后面都有一个水准泡。水准泡必须位于液腔中央，否则称量不准确。调好之后，应尽量不要搬动，否则，水准泡可能发生偏移，又需重调。


电子天平一般有2个调平底座，一般位于后面，也有位于前面的。旋转这两个调平基座，就可以调整天平水平。


具体调节方法如下：

1、旋转左或右调平底座，把水准泡先调到液腔中央线；单独旋转一个左或右调平底座，其实是调整天平的倾斜度，肯定可以将水准泡调到中央线。关键是调哪一个调平底座。初学者可以这样判断，先手动倾斜天平，使水准泡达到中央线，然后看调平底座，哪一个高了，或者低了，调整其中一个调平底座的高矮，就可以使水准泡移动到中央线。注意：达到中央线之后，才能采用下一个步骤。

2、同时旋转两个调平底座，幅度必须一致，都须顺时针或者逆时针，让水准泡在中央线移动，最终移动到液腔中央。调平底座同时顺时针或者逆时针旋转，则天平倾斜度不变，这样水准泡就不会脱离中央线，只要旋转方向没有问题，就肯定可以达到液腔中央。同时顺时针或者逆时针旋转：双手同时旋转调平底座(一只手向胸前，一只手向胸外，方向相反，一般就是同时顺时针或者逆时针旋转底座)；

3、方向问题，初学者不大容易判断方向。可手动抬高底座或另一个支座，使水泡向中央移动，再观察调平底座的位置，看是需要调高还是需要调低。注意，第二步，两手幅度必须一致。如果不一致，液珠就会偏移中央线。如果偏移了，从第一步重新开始就可以了。熟练之后一般1-2分钟就可以调平一个电子天平的水准泡。





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