(一)預熱天平

  首先,電子天平在稱量前要充分預熱。電子天平的基本工作原理是平衡,一旦失衡,利用電磁力將天平重新拉回平衡。這個電磁力,是由流經(jīng)線圈中與物體質量成正比的電流在*磁鋼中產(chǎn)生的。電磁力F的大小與磁鋼的磁通量、流經(jīng)線圈中的電流I及線圈長度L成正比,當天平處于預熱階段時,隨著內(nèi)部溫度升高,會逐漸下降,同時I也會減小,這樣就導致F變小,天平失去平衡,示值會呈現(xiàn)正的單方向漂移。只有經(jīng)過充分預熱,使磁鋼達到熱平衡,這一變化過程結束,天平才達到平衡。再利用回零/去皮功能,使顯示回零,此時天平才處于真正可使用狀態(tài)。 濕度傳感器探頭 , 不銹鋼電熱管 PT100 傳感器 , 鑄鋁加熱器 , 加熱圈 流體電磁閥
  為了減少電子器件,例如變壓器、橋式整流器、三端直流穩(wěn)壓集成電路等發(fā)熱器件的影響,新一代的電子天平已將主要發(fā)熱器件變壓器移到天平的外部,成為一個獨立部分。對于實際分度值為1g或01g的微量或超微量天平,都是將稱量室與電子部分分開成兩個獨立的部分。其目的即是為了減小熱噪聲對傳感器的熱影響,以利于更為穩(wěn)定與準確地稱量。影響電子天平準確性的因素分析

    另外,電子天平通常都沒有類似家用電器的電源開關,只要給天平通電,即使顯示器上無顯示,天平也已處于預熱狀態(tài)。天平上的ON/OFF鍵只是開關顯示器而已。因此經(jīng)常稱量的天平不必拔掉電源,尤其是高準確度天平,在條件許可的情況下,長期不斷電可保持天平始終處于預熱狀態(tài)。影響電子天平準確性的因素分析

    對于進行計量檢定的或實際分度值d達到001mg的電子天平,預熱時間至少為5小時;對于d達到0001mg的微量和超微量電子天平,則需預熱24小時以上。對于使用中的天平,預熱時間可適當減少,當顯示器上的示值不再呈現(xiàn)單方向漂移時,回零/去皮后即可進行稱量。影響電子天平準確性的因素分析

    (二)運動天平

    電子天平預熱好以后,不要立即進行稱量,而要短暫地加載、卸載,以運動天平。這一點往往容易被忽視。電子天平的傳感器通常是由9或11片簧片構成的彈性支承體,天平傳感器就是利用這些簧片進行力的傳遞,使天平在平衡失衡再平衡的過程之中完成稱量。然而,在天平處于通電預熱階段或較長時間停止稱量時,天平傳感器是處于停止工作的休眠狀態(tài),當然簧片也處于休眠狀態(tài),其恢復性能不佳,若這時進行稱量,勢必會引起天平加載后回零不佳,示值穩(wěn)定性不好,重復性差。這就好比一個人經(jīng)過了一個晚上的睡眠,筋骨完全處于放松狀態(tài),若一早起來,就進行大運動量工作或運動,這個人肯定吃不消,也出不了好成績,為此須進行熱身運動,活動筋骨,他才能取得好的工作效率和成績。

    運動天平的方法是用相當于天平最大秤量的砝碼或物體加載到秤盤上,然后再卸載,此時并不在乎加載示值和是否回零,如此反復10次以上,使傳感器的簧片從休眠狀態(tài)逐漸進入工作狀態(tài),天平才能穩(wěn)定地稱量。

    對于進行計量檢定天平,這一步是必不可少的,否則會得不到好的稱量結果。這已為大量事實所證明。對于使用中的天平,若實際分度值d!01mg,可以不作或減少加、卸載次數(shù),回零/去皮后即可進行稱量。對于d001mg的半微量、微量和超微量天平,則必須進行這一步,否則得不到穩(wěn)定的稱量結果;若這類天平有一段較長時間(超過30分鐘)停止工作,在重新開始稱量前也需要再進行短暫的加、卸載來運動天平。

    (三)校準天平

    這是正確使用電子天平必不可少的重要一步,任何電子天平不進行校準,就得不到準確的稱量結果。有些用戶以為校準天平只是計量部門的事,一旦天平檢定合格,使用中就不必再校準了。其實計量部門對天平進行的是計量性能檢定,主要包括對天平的偏載誤差(即四角誤差),以及各個載荷點的準確性及重復性檢定,當然在計量檢定前必須先校準天平,否則同樣得不到正確的檢定數(shù)據(jù)。用戶在每次使用前,都必須校準天平的理由有兩個:
  1天平稱量的是物體的質量,而不是重量。也就是說,使用任何一臺天平,不管這臺天平放置在地球上的任何地方,也不管這臺天平放置在什么高度,稱量同一物體,由于物體的質量是不變的,因此稱量的結果應該完全相同。然而地球存在地心引力,任何一個有質量的物體其重量都會受到重力加速度的影響。例如一個物體在一樓時,稱得的質量正好是2000000g,而在四樓(10m高度)時就變成了19999937g。顯然,由于重力的影響,當我們用電子天平稱量時就無法得到相同的稱量結果。這就需要應用校準技術。

    我們知道,對于雙盤等臂機械天平而言,當左盤物體的重量(重力)與右盤砝碼的重量(重力)相平衡時由于同一地方的重力加速度值相等,左右相消,故物體的質量就等于砝碼的質量,自然完成了稱量物體質量的目的。對于電子天平而言,與這種機械天平相同之處在于利用平衡原理,不同之處是用電磁力取代了平衡物體重量(重力)的砝碼重量(重力)。同理,只要物體的重力與電磁力相平衡,則用電子天平稱量的結果就是物體的質量。

    為了得到準確的物體質量,光有電子天平還不行,還必須應用校準技術�，F(xiàn)在讓我們先看看校準的過程,以外校為例,如AB204N天平,進入校準程序后,在天平的顯示屏上出現(xiàn)一個閃動的2000000,這個數(shù)字就是天平校準所要求的砝碼值,此時,將2000000g砝碼放置到稱盤上,天平將經(jīng)歷失衡到再平衡的過程,當顯示屏上變?yōu)殚W動的00000時,將砝碼取下,就完成了整個校準過程。當然用于平衡2000000g的是電磁力。隨著溫度的波動磁通量還會有變化,顯然主要改變電磁力大小的是流經(jīng)線圈中的電流值,因此,在校準過程中,天平實際是尋找一個與2000000g相對應的平衡電流值。現(xiàn)在讓我們再回到上面的例子,在一樓時,我們對天平進行了校準,找到相對應的平衡電流,記為I1,稱量結果是200.0000g。如果將天平搬到四樓(10m高度),不再重新校準天平,顯而易見,由于I1產(chǎn)生的電磁力大小沒有改變,而由于重力加速度g值變小,重力變輕,天平就會失去平衡,稱量結果就成了19999937g, 結果出錯。因此,當天平搬到四樓后,要重新對天平進行校準,重新尋找相對應的平衡電流值記為I2。顯然I2
  工作中,我們并不只是稱量校準時的2000000g,而是在秤量范圍內(nèi)的質量,注意是在天平的最小秤量與最大秤量之內(nèi),即在允許誤差范圍內(nèi)的準確稱量。根據(jù)電子天平的平衡原理和應用了校準技術,在天平空載時得到一相對應的空載平衡電流I0,另外通過對要求的校準砝碼校準時也得到一相對應的校準平衡電流Ical,只要天平的線性足夠好,天平就會自動在I0與Ical所連接的線段內(nèi)找到與該物體相對應的平衡電流IB,然后通過天平的電子部分轉換成該物體的準確質量,通過天平顯示屏顯示出來,這就是應用了校準技術,準確稱量一物體的全過程。

    2當天平放置在同一個地方,稱量同一物體,由于沒有重力的影響,似乎就不需要在每次稱量前進行校準了。其實不然,由于環(huán)境溫度的變化及波動直接影響傳感器自身的溫度變化,如前所述,這會導致磁通量和流經(jīng)線圈中的電流也隨之發(fā)生變化, 電磁力發(fā)生變化。當然最后又會使天平稱量結果不準確。盡管電子天平都有溫度補償功能,但它只有在小的溫度波動范圍內(nèi)有效,溫度超過一定的限度,它是無法補償?shù)�。最終還是要靠校準技術進行校準,才保證準確稱量。

    為了天平不因環(huán)境溫度變化和波動而影響天平準確稱量,梅特勒托利多公司最近推出了先進的校準技術FACT(即全自動校準技術)。它能始終保證天平在允許誤差范圍內(nèi)準確稱量。應用這種校準技術,天平隨時檢測自身的準確度,一旦超過允許誤差范圍,天平會進行自動校準。

    國內(nèi)絕大多數(shù)用戶,使用電子天平都是下班斷電,上班通電,因此在保證天平預熱好的前提下,使用前對天平進行校準就顯得更加有必要。切不可不校準天平就開始稱量,這是得不到準確稱量結果的。在條件許可的情況下,我們建議大家不要關斷天平電源,讓其長期保持通電預熱狀態(tài),天平將會穩(wěn)定、準確地工作。

    (四)使用廣州深華提供優(yōu)質賽多利斯電子天平

    只有完成上述三個步驟后,才能使用天平進行穩(wěn)定、準確地稱量。
  總而言之,正確使用天平分為四個步驟,即預熱天平、運動天平、校準天平、使用天平。
  二、關于樣品本身自然物理特性和變化影響的問題
  (一)樣品和容器的溫度
  當樣品和容器的溫度與天平稱量室的溫度不相同,存在一個溫度差,此差異導致了沿稱量容器外側流動的不同方向的氣流,此氣流產(chǎn)生一個向上或向下的作用力,在這個動態(tài)空氣浮力的作用下就會產(chǎn)生錯誤的稱量結果。
  為了解決樣品和容器的溫度影響,在稱量時,要保持樣品同稱量室具有相同的溫度后再進行稱量,不要用直接從干燥器或冰箱里取出的樣品稱量;為避免手溫對容器的影響,要使用鑷子夾取容器;尤其要注意,盡可能避免手進入天平稱量室,引起稱量室溫度升高,為此可使用長柄鑷子夾取容器,或者使用長柄樣品勺添加樣品;當然,在使用容器的形狀上也要注意,應使用表面積較小的容器,減少溫度的影響。
  (二)樣品的吸濕性或揮發(fā)性
  在稱量一些具有吸濕性的樣品時,天平顯示值會緩慢增大,反之,稱量一些具有揮發(fā)性的樣品時,天平顯示值會越來越小。這一現(xiàn)象還往往被一些用戶誤解,以為是天平自身漂移所致,其實不然。
  (三)樣品和容器的靜電現(xiàn)象
  稱量容器一旦有了靜電,會導致天平顯示值長時間不穩(wěn)定,無法穩(wěn)定顯示準確的稱量結果,當然重復性很差。此靜電主要是粉末狀或顆粒狀樣品與這類絕緣容器摩擦而產(chǎn)生,如果沒有良好的泄放途徑,這些靜電就不能消除或者至少需要幾小時才能緩慢地消除。為了消除樣品和容器的靜電,簡單的辦法是讓三芯電源插座的接地端與大地有良好的接觸,標準實驗室尤其要注意,應該采用一根專門的接地線,埋入大地,然后將接地線引入電源插座的接地端,使用加濕器增加空氣濕度,理想的相對空氣濕度為45%~60%。在溫暖干燥的冬季,可在天平稱量室內(nèi)放置一杯水,1~2小時后取出,增加稱量室內(nèi)的空氣濕度;注意選擇不同材料的稱量容器,盡量避免用塑料容器,它極易產(chǎn)生靜電。玻璃容器這方面的性能優(yōu)于塑料容器,金屬容器更好;使用專門的消除靜電的裝置。

  (四)磁性樣品和容器磁化稱量

  磁化了的物體,由于磁性物體與不銹鋼稱量盤相互吸引,會產(chǎn)生出多余的力被天平誤以為是加載,影響準確稱量,導致稱量結果依賴其在秤盤上位置,稱量結果重復性很差。這種稱量現(xiàn)象容易被發(fā)現(xiàn),但用戶往往忽視其產(chǎn)生的原因,或者根本就不從這方面去考慮,誤認為是天平自身重復性差。解決這一影響的最基本思路是加大樣品和容器與稱量盤之間的距離,減弱磁力的影響。最常用的是采用下掛秤盤,加大它與稱量室內(nèi)的秤盤距離,也可將樣品放置在非磁性的支承物如高的玻璃量杯,鋁、銅支架上,加大與稱盤的距離。在條件許可的情況下,對樣品和容器進行去磁,還可以將樣品放置在導磁良好的合金容器內(nèi),讓其磁力線沿合金容器內(nèi)壁形成自封閉,減少磁力的影響。