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天平的計量性能包括哪些?


實驗室k / 2019-01-28

       任何一臺計量儀器都具有其特有的計量性能,天平的計量性能包括穩(wěn)定性、正確性、靈敏度和不變性。

       1.天平的穩(wěn)定性

       天平橫梁在受到擾動后,能自動回到初始平衡位置的能力,稱為穩(wěn)定性。天平的穩(wěn)定性主要決定于橫梁重心的高低,重心在支點以下越遠,天平越穩(wěn)定,反之天平的穩(wěn)定性越差或根本不穩(wěn)定。

       2.天平的正確性

       天平的正確性是指橫梁兩臂具有正確固定的比例關系。等臂天平要求兩臂長度相等,確切地說是兩長度之差在一定的允差之內;不等臂天平則要求兩臂長度符合設計規(guī)定的比例范圍。

       等臂天平的正確性習慣上稱為橫梁的不等臂性。由于橫梁的不等臂性引起的稱量誤差叫不等臂性誤差。天平的正確性在檢定結果中不是以橫梁長度之差表示,而是以天平全載時由于不等臂性表現(xiàn)出的稱量誤差表示。

       天平的不等臂性誤差與兩臂長度之差成正比,也和載荷成正比。

       橫梁臂長受溫度影響較大,例如黃銅橫梁兩臂溫差0.2℃時,對100克重量引起的稱量誤差約為0.5毫克。

       橫梁、刀盒螺絲的材料及制造、調整技術都能影響天平的不等臂性。有時一臺調整合格的天平經過一段時間的使用,存放或運輸后,不等臂性誤差超出規(guī)定,是否需要調整應根據(jù)具體情況決定。如果使用中,稱量的重量很小,僅為天平最大載荷的幾分之一到幾十分之ー,則不等臂性誤差也縮小幾分之一到幾十分之一,對于一般的分析工作不致影響稱量的準確度,可不必調整。


       3.天平的靈敏度

       計量儀器靈敏度廣義的定義為,儀器指針的線位移或角位移與引起此位移的被測量值的變動量之比。

       等臂天平的靈敏度有時隨載荷而改變,天平的三個刀刃連線如果在一條直線上,其靈敏度不隨載荷改變而變化。如果邊刀高于三刀刃連線(壓線),天平載荷增加時,靈敏度增高。一般天平在使用中,由于刀刃磨損或載荷后橫梁變形,邊刀低于三刀連線(離線),天平隨載荷增加靈敏度降低。

       對于設計定型的天平,其靈敏度不能用提高橫梁重心的方法任意提高,因為靈敏度與穩(wěn)定性是相互矛盾,相互制約的。任何一臺天平其靈敏度和穩(wěn)定性的乘積是一個常數(shù),應將天平的靈敏度和穩(wěn)定性均調在最佳值。

       4.天平的不變性

       天平示值的不變性是指天平在同一個重量差的作用下,其各次的平衡位置的重現(xiàn)性。習慣上把這些平衡位置的差異叫做天平的示值變動性。顯然,天平的示值變動性反映了天平的不變性。天平的示值變動性表示稱量結果的可靠程度。天平的變動性和穩(wěn)定性之間雖有密切聯(lián)系,但不是同一個概念。穩(wěn)定性主要與橫梁的重心位置有關。重心位置過高時,穩(wěn)定性減小,表現(xiàn)出變動性過大。而天平的變動性除與穩(wěn)定性有關外,還與天平的調整狀態(tài)(如三刀平行性、刀縫太小等)和環(huán)境因素(溫差、氣流、震動等)有關。


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