天平的示值變動性也稱為示值不變性,或簡稱為變動性或不變性。其含義是在不改變天平狀態(tài)的情況下,多次開關天平,如天平平衡位置的重復性很好。或者,對同一物體作連續(xù)重復稱量(測定天平全載示值變動性時,最好應將一對稱量砝碼在秤盤上前后移動位置,移動范圍約等于秤盤半徑的1/3),各次所測得的結果如完全相同,即為天平的不變性很好,或無變動性。
穩(wěn)定性與變動性之間有共同點,也有不同之處。穩(wěn)定性只與橫梁的重心位置有關:重心(感量鉈)越高,天平越不穩(wěn)定,但越靈敏,示值變動性也越大;而示值變動性的大小,除與橫梁重心位置有關外,還與溫度、氣流、震動以及橫梁的調整狀態(tài)等因素有關。
示值變動性實際上表示了衡量結果的可靠程度。天平的精確度不只是決定于靈敏度,還與它的示值變動性有關。在不能保證天平的示值變動性不超出一定范圍的前提下,單純提高靈敏度是沒有意義的。兩者在數(shù)值上應保持一定的比例關系。我國規(guī)定(中國科學院《天平檢定規(guī)程JJG98-72(試行本)》第2條 技術標準出版社 1972年11月)兩者的比例關系為1:1,即規(guī)定天平的示值變動性不得大讀數(shù)標牌1個分度。這樣,就使天平既具有盡可能高的靈敏度,變動性也不致過大。若一味地提高天平的靈敏度,勢必會使變動性增大,結果,既不能提高稱量結果的精確度,而且又會因過大的變動性造成使用者感到疲勞和不耐煩。
天平的變動性取決于天平的裝配質量,以及刀刃與刀承之間的摩擦大小和刀的銳鈍程度。如發(fā)現(xiàn)天平變動性太大,一般化驗分析工作者是不允作自己調節(jié)修理的,需專門天平修理技工進行檢修。

天平檢定程序具體操作如下(中國計量科學研究院《天平、砝碼檢定規(guī)程(試行本)參考資料》技術標準出版社 1972年)(表3-2):
1.兩盤空載,開動天平,使天平進入自由擺動狀態(tài)。對予無阻尼天平,待擺動1~2周期后,在標牌上讀取指針在兩倒擺動最遠點的四個連續(xù)讀數(shù)(習慣是從左側開始讀),將所測讀數(shù)記入“天平檢定記錄表”中。關上天平。利用前三個讀數(shù)照公式 L=(L1+2L2+L3)/4計算出其平衡點L1;對于阻尼天平,則以天平一次靜止點的位置作為天平的平衡點L1。
2.將頂先選定的小砝碼r加在左盤中,測定天平空裁時左盤分度值。這個小砝碼對于普通標牌天平須能改變平衡位置不少于3個分度值,對于具有阻尼器微分標牌天平應改變其一側的所有正式分度。開啟天平,按上面同樣方法記錄天平指示器讀數(shù),確定天平的平衡位置L2。關上天平。
3.從左盤中取下小砝碼r。把相當于天平最大載荷的一對砝碼P1和P2,分別放在天平的左、右盤的中心。半開啟天平,若天平不平衡,即關上天平,然后將適當?shù)钠胶庵匚锛佑谳^輕的一盤中。再開啟天平,測定其平衡位置L3。關上天平。
4.將兩盤中的砝碼P1、P2互相交換,所添加的平衡重物也隨同砝碼移過去。若平衡位置改變過大而無法讀數(shù),則將小砝碼k加于較輕的一盤中。開啟天平,測定天平的平衡位置L4,關上天平。
5.兩盤中砝碼保持不動,在左盤中添加小砝碼r,測定天平最大負荷時的左盤分度值,天平的平衡位置為L5,關上天平。
6.從兩盤中取下所有的砝碼和平衡重物,關啟天平,測定平衡位置L6,關上天平。
7.將小砝碼r放在天平右盤中,測定天平空載時的右盤分度值。開啟天平,測定平衡位置L7,關上天平。
8.從右盤中取下小砝碼r,然后重復3的操作.不同的是,須將砝碼P1放在左盤的前部距盤中心點約為盤半徑三分之一的位置上,P2放在右盤后部同樣位置上。開啟天平,測定平衡位置L8,關上天平。
9.兩盤中的砝碼保持不動,在右盤中添加小砝碼,測定全載時的右盤分度值。開啟天平,記錄天平的平衡位置L8,關上天平。
10.重復6的操作,測得天平平衡位置L10。
11.將P1放在左盤上后部距盤中心點約為盤半徑三分之一的位置,P2放在右盤前部同樣的位置上。開啟天平,若不平衡,將加與3的相同平衡物于較輕的一盤中,測定平衡位置L11,關上天平。
12.重復10的操作,測得平衡點L12。
13.重復11的操作,不同的是,左盤P1砝碼的位置保持不動,而將砝碼P2移至右盤中心。測得平衡位置L13。
14.重復10的操作,測得平衡位置L14。
15.重復11的操作,不同的是,P1移至中心,P2移至盤后部距盤中心點約為盤半徑三分之一的位置上。測得平衛(wèi)位置L15,關上天平。
表3-2 天平檢定記錄表
| 觀測 | 稱盤上的載荷 | 稱盤上的載荷 | 讀數(shù) | 讀數(shù) | 讀數(shù) | 讀數(shù) | 平衡位置 | |
| 順序 | 左盤 | 右盤 | l1 | l2 | l3 | l4 | (Li) | 備注 |
| 1 | O | O | L1= | P1,P2= | ||||
| 2 | r | O | L2= | r= | ||||
| 3 | P1 | P2 | L3= | k= | ||||
| 4 | P2(+k) | P1(+k) | L4= | |||||
| 5 | P2(+k)+r | P1(+k) | L5= | |||||
| 6 | O | O | L6= | |||||
| 7 | O | r | L7= | |||||
| 8 | P1 | P2 | L8= | |||||
| 9 | P1 | P2+r | L9= | |||||
| 10 | O | O | L10= | |||||
| 11 | P1 | P2 | L11= | |||||
| 12 | O | O | L12= | |||||
| 13 | P1 | P2 | L13= | |||||
| 14 | O | O | L14= | |||||
| 15 | P1 | P2 | L15= |
至此,天平的檢定操作完畢,按照下列公式計算出標牌分度值、橫梁不等臂性和示值變動性。
天平空載時在左盤中測得的分度值:
S(O1)=r/∣L4-L1∣
天平空載時在右盤中測得的分度值:
S(O2)=r/∣L7-L6∣
天平全載時在左盤中測得的分度值:
S(P1)=r/∣L5-L4∣
天平全載時在右盤中測得的分度值
S(P2)=r/∣L9-L8∣
天平的不等臂性誤差:
Y=±K/2Sp±((L3+L4)/2-(L1+L6)/2)
式中 Sp=(Sp1+Sp2)/2
測定不等臂性誤差時,若小砝碼k加于左盤,則公式的k/2Sp前為正號,即右臂較長;當k加于右盤時,則在k/2Sp前為負號,即左臂較長;如在交換砝碼以后不需要添加小砝碼k,如在公式中括號里的差數(shù)為正時,即表示右臂較長;如括號里差數(shù)為負時,則表示左臂較長。以上規(guī)定,是指標牌的零點位于右面或零點位于中間而左(+)右(-)指針向下的天平。如果零點在左或在中間而右(+)左(-),那么當括號中的差數(shù)為正時,就表示左臂較長,而括號前改用負號。
天平的示值變動性誤差:
根據(jù)天平在空載和全載時各測得的平衡位置(1~3級天平為5次,4~6級天平為3次,7~10級為2次),按下列公式計算天平在空載和全載時的示值變動性△O和△P:
△O=LO(最大)-LO(最?。?/span>
△P=LP(最大)-LP(最?。?/span>
以上檢定天平的操作步驟應該連續(xù)進行,不得中途停止,否則需重新定。