浅谈天平的检定和维修

陶德荣

摘 要：对于科研人员和生产制造部门而言，天平是日常工作中衡量物品的常规性工具，然而在天平的使用过程中，总会出现一些问题。通过研究天平的工作原理，我们可以在天平出现一些故障时自行进行维修。本文简要介绍了一些工作中常用到的天平种类，分析其工作原理，对于其易产生的故障和维护方法进行总结说明。

关键词：天平；检定；维修

在我国古代，天平就作为一种常规性的称重计量工具被广泛的使用。在科学技术飞速发展的今天，天平并没有被取代，而是衍生出了多种形态，针对不同物品的种类与重量等进行了详细的区分，这样使天平在需要称量的范围内更加精准。机械操作天平在随着现代科技水平的发展，融合了先进技术，逐渐成为高精度的电子分析天平。在实验室及科学研发领域，电子分析天平以其高精准性、易操作性，完善了机械天平的不足，并取代了机械天平。现在，机械天平与电子分析天平都被广泛地应用于不同的领域之中。本文对机械天平与电子分析天平的工作原理、检定与维修方法进行简要说明。

1 关于天平的工作原理

1.1 杠杆原理

杠杆原理是扭力天平的工作原理。重力场发生变化，金属杆产生偏移。当扭力天平的秤盘受到一个力的压迫时，横梁不再保持水平，有力的那一侧就会下沉，反之，没有力的一方就会抬起。要使横梁回到水平的位置上就需要在没有力的一侧施加一个相同的力，在反方向扭转螺丝时就是产生力的过程。因为两个相等的力，金属杆回到水平状态。

1.2 关于电子分析天平的操作原理

电子分析天平具有外置砝码、自动调整、线性校准、自动排障与超重保护等功能，利用最新的电磁式称量传感器，在承重物体时更具有精准性。导磁体圆筒是由坡莫合金制成的，在导磁体圆筒中心安装有圆柱形永磁体，形成了均匀分布的磁场，电感线圈绕制在一个轻质的圆形铝盖上，并插入圆柱形永久磁体与导磁圆筒之间的间隙中。圆形铝盖上安装有试样称重结构。当电感线圈中有电流通过时，电感线圈产生磁场，磁场方向和永磁体磁场方向相反，所以能够使试样称重结构炫富在空中并保持相对平衡。当有重物作用于称重结构时，永磁体与电感线圈之间会发生相对运动，磁路中的气隙磁阻就会发生相应的变化，从而引起电感L和电感线圈的电流变化。当物体重力与电感线圈的磁力达到新的平衡时，该变化的线圈电流值就是所需的测量值。电子分析天平的工作采用了电感式称量传感器。现代化的电子分析天平真是利用这种磁电互生的设备才达到了用电测力的目的。

2 关于天平的检定与维修

2.1 关于机械天平的检定

机械天平的种类、型号繁多简要说明其基本检定的过程。对于机械天平的检定首要是确认天平在外观上是否有损坏。当没有损坏或损坏不影响天平时，检查天平是否因气流、震动或磁场产生的问题产生偏差，检定天平的工作台的稳定、平衡，通过调整螺丝，使天平处于平衡状态。在将天平清洁后，连通电源。电源的连通与否取决于具体的天平型号。天平的合格标准是根据相关规定计算得出的，根据具体的型号，检查天平。当检定完毕后要保持天平的卫生，对天平进行清洁与电源关闭。以上操作均符合标准的才可以具有检定合格证书，反之则没有。

2.2 关于机械天平的维护

2.2.1 跳针或关不住

在天平内部，由两片位置不同的簧片使金属横梁管悬挂起来的。所以当天平出现跳针或者关不住的情况时，是因为支撑金属横梁管的支撑脚出现了变动。当支撑脚过于弯曲时，横梁变低，天平就会产生关不住的现象；当支撑脚过直时，衡量变高，天平就会产生跳针的现象。这两种情况发生时，只需要调整支撑脚的弯直就可以解决问题。

2.2.2 带针

有些长久不用的天平的制动轴会很不灵活，检查制动轴与拉皮接连处、拉皮与导板连接处是否转动灵活，在不灵活的地方加入适量润滑油会好很多，适当调整导板压板的松紧程度，再检查各个连接处是否有毛刺存在，可用锉刀修锉，然后再用酒精擦拭干净。

2.2.3 灵敏度不准确

天平的横梁组件都是金属组件，时间久了会被被腐蚀，感量螺丝永久了会失去平衡。修理办法是打开天平外壳，用细沙皮仔细打磨腐蚀的地方，上调或下调感量螺丝，但调整幅度不能太大，每调整一次，就要测量一下灵敏度，直到误差恢复到允许范围内。

2.2.4 示值变动性超差

示值变动性超差是扭力天平最主要的修理环节，基本这有两种情况：空载示值变动和加载卸载示值变动。其一为空载变动性，只要排除了装配上的小问题，空载变动性一般都可以达到规程要求。其二为加载卸载的变动性，对其进行检查时首先要检查游丝的内端和外端是否都已被固定住，目测游丝工作长度，然后用镊子调整游丝内端与外端的距离，在游丝的工作角度内旋转时使圈与圈之间不会相互摩擦。在示值差为1e以内，可以通过改变游丝的工作长度来调整，为正差时应缩短游丝的工作长度；为负差时应增长游丝的工作长度。测量时，用镊子至少要在刻度盘范围内测出不同位置均匀分布的5个点，调整游丝的偏心时必须要牢记修正部位，并逐步记下修正后前后的数值变化，为下一步的修正提供證据。如此反复多次调整，直到达到要求为止。

2.3 电子天平的检定及维修

电子天平是对物质的质量进行分析的紧密测量仪器。检定要对其进行目测检查，主要包括：计量特征、标记、天平的使用条件及地点是否合适等。根据有关规定，电子天平如果没有标记检定的分度值e，那么外观检定的第一步就不合格。其次，电子天平的工作台应当足够稳固，具有十分的刚度和防震效果。存放电子天平的室内环境对电子天平的检定结果有很大影响，送检的电子天平当在制定的室内检定环境中平稳存放24h以上，确保电子天平内的机械结构趋于稳定，同时使电子天平的整机与检定的室内环境温度和湿度相平衡，在进行检定或校准工作。对偏载误差来说，鉴定中分别纪录加载和空载的平衡位置，每一次加载时均应该反零一次，同一载荷多次衡量的结果之间的差值不得超过电子天平在该载荷时最大误差的绝对值。各载荷点的示值误差不得超过天平在次载荷时的最大允许误差，这样才算合格。另外，重复性误差的检定，电子天平的重复性检定应在空载和加载状态下进行。检定电子天平时应保证测试环境相对稳定，屏蔽外界干扰。对示值误差的检定方法：运用直接测量法，用标准砝码检定电子天平各个技术参数的示值，就可得到电子天平的示值误差。

结束语

天平因为种类多样，应用范围的存在差异，工作原理不尽相同，操作对象极为广泛，刻度单位不同，所以不可能有相同的检定与维修的方法。因此，在天平进行检验和维修时，要根据不同天平的差异、操作原理与方法，具体问题具体分析，才能达到检定和维修的目的。

参考文献

[1]阮雪林.浅析电子天平的检定与校准[J].质量技术监督研究，2011，6（18）：20-23.

[2]廖惠霞.浅谈机械天平的操作与维修[J].科技信息，2013，8（5）：135.

[3]倪忠英.浅谈扭力天平的使用、维护和检定[J].计量技术，2012，6（10）：77-78.endprint