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第三章

电子天平

电子天平是最新一代的天平,是基于电磁学原理制造的,有顶部承载吊挂单盘式(下皿式)和底部承载式(上皿式)两种结构。一般的电子天平都装有小电脑,具有数字显示、自动调零、自动校正、扣除皮重、输出打印等功能,有些产品还具备数据贮存与处理功能。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。目前广泛应用于企业和实验室,用来测定物体的质量。电子天平种类繁多,其基本构造原理都是相同的。

一、电子天平及其分类

按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范围是2~5g,其标尺分度值小于(最大)称量的10 -6 ,如Mettler的UMT2型电子天平等属于超微量电子天平。

2.微量天平 微量天平的称量一般在3~50g,其分度值小于(最大)称量的10 -5 ,如Mettler的AT21型电子天平以及Sartoruis的S4型电子天平。

3.半微量天平 半微量天平的称量一般在20~100g,其分度值小于(最大)称量的10 -5 ,如Mettler的AE50型电子天平和Sartoruis的M25D型电子天平等均属于此类。

4.常量电子天平 此种天平的最大称量一般在100~200g,其分度值小于(最大)称量的10 -5 ,如Mettler的AE200型电子天平和Sartoruis的A120S、A200S型电子天平均属于常量电子天平。

5.分析天平 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。

电子天平按结构可分为上皿式和下皿式两种。秤盘在支架上面为上皿式,秤盘吊挂在支架下面为下皿式。目前,广泛使用的是上皿式电子天平。

二、电子天平操作前的注意事项

1.电子天平选择的电压挡,应与使用处的外接电源电压相符。

2.电子天平应处于水平状态。

3.电子天平应按说明书的要求进行预热。

4.称量易挥发和具有腐蚀性的物品时,要盛放在密闭的容器内,以免腐蚀和损坏电子天平。

5.天平室内温湿度应恒定,温度应在20℃,湿度在50%左右。

6.对天平进行校正,使其达到最佳状态。

7.使用前一定要仔细阅读说明书。

三、电子天平的校准

图3-1 电子天平

1.秤盘;2.秤盘座(秤盘下);3.气流罩;4.显示器;5.ON/OFF键;6.CAL键;7.INT键;8.TAR键;9.水平泡;10.水平调整脚;11.门玻璃

天平安装后,第一次使用前,应对天平进行校准。因存放时间较长、位置移动、环境变化或未获得精确测量,天平在使用前一般都应进行校准操作。

校准方法分为内校准和外校准两种。德国生产的沙特利斯、瑞士产的梅特勒、上海产的“JA”等系列电子天平均有校准装置。如果使用前不仔细阅读说明书,则很容易忽略校准操作,造成较大称量误差。

下面以上海天平仪器厂JA1203型电子天平为例说明如何对天平进行外校准。方法如下。轻按CAL键,当显示器出现CAL-时,即松手,显示器就出现CAL-100,其中“100”为闪烁码,表示校准砝码需用100g的标准砝码。此时就把准备好的“100g”校准砝码放上秤盘,显示器即出现“----”等待状态,经较长时间后显示器出现100.000g;拿去校准砝码,显示器应出现0.000g;若出现的不是零,则再清零,重复以上校准操作(注意:为了得到准确的校准结果,最好重复以上校准操作步骤两次)。

以瑞士MettlerToledo AG系列电子天平为例说明如何进行天平内校准。方法如下。

天平置零位,然后持续按住“CAL”键直到“CAL int”出现为止,下述情况将在校准时显示:天平置零—内部校准砝码装载完毕—天平重新检查零位—天平报告校准过程—天平报告校准完毕—天平自动回复到称重状态。

四、电子天平基本操作

(一)电子天平的使用方法

1.观察天平是否处于水平位置 观察水平仪,如水平仪水泡不在正中,需调节天平前部下方的两个水平调节螺丝,使水平仪的水泡位于正中。

2.预热 接通电源,按仪器要求预热至所需时间。

3.开启显示屏 轻按ON/OFF键,显示器全亮,稍后显示0.0000g。

4.校准 天平安装后,第一次使用前,应对天平进行校准。因存放时间较长、位置移动、环境变化或未获得精确测量,天平在使用前一般都应进行校准操作。校准按说明书进行操作。

5.称量 按TAR键,显示为0.0000g后,置称量物于秤盘上,待显示的数字稳定后,即可读出称量物的质量值。

6.去皮称量 按TAR键清零,放置容器如小烧杯、表面皿等于秤盘上,天平显示容器质量,再按TAR键,显示0.0000g,即去除皮重。

再放置称量物于容器中,或将称量物(粉末状物或液体)逐步加入容器中直至达到所需质量,这时显示的是称量物的净质量。

将秤盘上的所有物品拿开后,天平显示负值,按TAR键,天平显示0.0000g。

7.称量结束 称量结束后,若较短时间内还使用天平,一般不用按ON/OFF键关闭显示屏。实验全部结束后,关闭显示器,切断电源。若短时间内(如2小时内)还使用天平,可不必切断电源,再用时可省去预热时间。

(二)直接称量法

直接称量法是将称量物直接放在天平盘上,直接称出称量物的质量。

直接称量法用于称量洁净干燥的不易潮解或升华的物品。

按TAR键,显示为0.0000g后,置称量物于秤盘上,待显示的数字稳定后,即可读出称量物的质量值。

(三)固定质量称量法

固定质量称量法用于称量某一固定质量的试剂(如基准物质)或试样。这种称量操作的速度很慢,用于称量不易吸潮、在空气中能稳定存在的粉末状或小颗粒样品。

方法:

1.放置表面皿于秤盘上,天平显示表面皿质量。

2.按TAR键,显示0.0000g。

3.用牛角勺将试样慢慢加入盛放的表面皿中。小心地将盛有试样的牛角勺伸向表面皿上方2~3cm处,牛角勺的另一端顶在掌心上,用拇指、中指及掌心拿稳牛角勺,并用食指轻弹勺柄,将试样慢慢抖入表面皿中,直至天平显示的数字为所需质量值(误差范围≤0.2mg),记录试样的实际质量。

4.称量后,取出表面皿,将NaCl试样直接转入烧杯中。

5.将表面皿拿开后,天平显示负值,按TAR键,天平显示0.0000g。

6.依次连续进行,称出第二份试样。

(四)递减称量法

递减称量法用于称量一定质量范围的样品或试剂。在称量过程中样品易吸水、易氧化或易与CO 2 等反应时,可选择此法。由于称取试样的质量是由两次称量之差求得的,故也称差减法。

方法:

1.用清洁的纸条叠成宽约1cm的纸带,用纸带套住称量瓶。用纸片夹住瓶盖柄打开称量瓶盖,将稍多于需要量的试样用牛角匙加入称量瓶(在台秤上粗称以了解加入的试样量)中,盖上瓶盖,把称量瓶放到秤盘上,称出称量瓶加试样的准确质量。记下读数设为w 1 g。

2.左手仍用纸带将称量瓶从秤盘上拿到烧杯上方,右手用纸片夹住瓶盖柄打开瓶盖,将瓶身慢慢向下倾斜,并用瓶盖轻轻敲击瓶口,使试样慢慢落入烧杯内,不要把试样撒在烧杯外。

3.当估计倾出的试样已接近所要求的质量时(可从体积上估计),慢慢将称量瓶竖起,用盖轻轻敲瓶口,使黏附在瓶口上部的试样落入瓶内,慢慢将瓶身竖直,盖好瓶盖,将称量瓶再放回天平盘上称量。如果这时倾出的试样质量不足,则继续按上法倾出,直至合适为止。称出称量瓶和剩余样品的质量w 2 g,则倒入烧杯中的质量为(w 1 -w 2 )g。

4.依次连续进行,称出第二份、第三份试样。

五、电子天平操作注意事项

1.经常保持天平内部清洁。不要让粉粒等异物进入中央传感器孔。

2.称量时要把天平的门关好,待稳定后再读数。

3.同一个实验应使用同一台天平进行称量。

4.称量时应将被称物置于天平正中央。

5.称量不得超过天平的最大载荷。

六、电子天平的维护

1.经常保持天平室的环境卫生,更要保持天平称量室的清洁,一旦物品撒落应及时小心清除干净。

2.经常对电子天平进行自校或定期外校,保证天平灵敏度等处于最佳状态。

3.长期不用天平时,应收藏好。

4.如果电子天平出现故障,应及时检修,不可带故障工作。

5.操作天平不可过载使用,以免损坏天平。

七、电子天平常见故障及排除方法

(秦子平) iZIfaXvbIWrw+rw7si7NRU22gko58n06iTULVeMfiFwxz49RDNxtlsL4ee0lfL3A

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