第八节
称量仪器的使用

一、托盘天平

1.托盘天平的构造和作用原理

托盘天平也称架盘天平或普通药用天平，其称量（最小准称量）范围包括1 000 g（1 g）、500 g（0.5 g）、200 g（0.2 g）、100 g（0.1 g），仅用于粗略的称量。

托盘天平构造如图2-32所示，通常横梁架在底座上，横梁中部有指针与刻度盘相对，据指针在刻度盘上左右摆动的情况，可判断天平是否平衡，并给出称量量。横梁左右两边上边各有一秤盘，用来放置试样（左）和砝码（右）。由天平的构造可知其工作原理是杠杆原理，横梁平衡时力矩相等，若两臂长相等则砝码质量就与试样质量相等。

2.托盘天平的使用方法

（1）调零将游码归零，调节调零螺母，使指针在刻度盘中心线左右等距离摆动，表示天平的零点已调好，可正常使用。

（2）称量在左盘放试样，右盘用镊子夹入砝码（由大到小），再调游码，直至指针在刻度盘中心线左右等距离摆动。砝码及游码指示数值相加则为所称试样的质量。

（3）恢复原状使用后，要求把砝码移到砝码盒中原来的位置，把游码移到零刻度，把夹取砝码的镊子放到砝码盒中。

3.托盘天平的维护

（1）使用托盘天平称量时，称量物不能直接放在天平盘上称量，以免天平盘受腐蚀，而应放在已知质量的纸或表面皿上。潮湿的或具腐蚀性的药品则应放在玻璃容器内。

（2）托盘天平不能称热的物质。

（3）添加砝码时应从大到小，大砝码放在托盘中央，小砝码放在大砝码的周围。

二、电子天平

1.电子天平构造

2.电子天平操作方法

（1）接通电源，打开开关，显示窗显示“F----1”到“F---9”，稳定一段时间后出现“0”，接下来应通电预热15 min，刚开机时显示有所漂移属正常现象，一段时间后即可稳定。

（2）如果在空秤情况下显示偏离零点，应按“去皮”（TARE）键使显示回到零点。

（3）如天平已较长时间未使用或刚购入，则应对天平进行校正。首先在空秤的情况下使天平充分预热（15 min以上），然后按“校正”（CAL）键，显示窗显示“C-XXX-”进入自动校正状态（XXX为应放校准砝码的质量，如显示“C-200-”表示应该放上200 g标准砝码），此时只需将校准砝码放于秤盘上，待稳定后天平显示砝码质量值，稳定三角符号指向单位“g”，校正即告完毕，可进行正常称量。如按“校正”键显示“C----F”，则表示零点不稳定，可重新按“去皮”键使显示回到零点，再按“校正”键进行校正。

（4）如被称物件质量超出天平称量范围，天平将显示“F----H”以示警告。

（5）如需去除器皿皮重，则先将器皿放于秤盘上，待示值稳定后按“去皮”（TARE）键，天平显示“0”，然后将需称重物品放于器皿上，此时显示的数字为物品的净重，拿掉物品及器皿，天平显示器皿质量的负值，仍按“去皮”键使显示回到“0”。

（6）计数功能的使用

①样本数量的选择：要对物件进行精确的计数，首先要根据物件的质量来选择计数的样本数量，可供选择的样本数量有“1-10-20-50-100”五种，对质量较小和质量略有差异的物件，应该尽量选择较多的样本数量，以保证计数的精度。

②在天平空秤的情况下，将选定的样本数量放于秤盘上，天平显示样本的总质量，然后按一下“计数”（COUNT）键，天平显示“1”，三角稳定符号指向“pcs”，表示天平已进入计数工作状态，且将所放样本数量计为1个单位，这时按单位转换键，显示会在“1-10-20-50-100”之间切换，选择与选定的样本数量相符合的数量，接下去再放置同类物件，显示值即为物件总个数。此时要退回到正常称重状态，只需再按一下“计数”（COUNT）键即可。

（7）质量单位转换

在天平称重状态下，按“单位转换”键，可在“g”（克）、“ct”（克拉）以及“ozt”（盎司）这三个称量单位之间变换，同时，显示窗下部的三角稳定符号指向相应的单位符号。

（注：“g”为公制质量单位，“ozt”“ct”均为金衡单位。）

（8）数据输出功能

天平配置有标准RS232C数据输出接口，可以直接连接16针微型打印机，按一下天平上的“PRINT”键可以打印数据。

3.使用注意事项

（1）电子天平为精密仪器，称重时物件必须小心轻放并避免超过天平的最大称量范围，任何形式的超载或者冲击均有可能造成电子天平永久性损坏，即使在电子天平不使用或者不通电的情况下也是不可以的。

（2）天平的工作环境应无大的振动及电源干扰，无腐蚀性气体接触。

（3）应保证通电后的预热时间。

三、电子分析天平

1.称量原理

电子分析天平是最新一代的天平，目前应用的主要有顶部承载式（上皿式）和底部承载式（吊挂单盘）两种（图2-34），尽管不同类型的电子分析天平的控制方式和电路不尽相同，但其称量原理大都依据电磁力平衡理论。

我们知道，把通电导线放在磁场中时，导线将产生电磁力，力的方向可以用左手定则来判断。当磁场强度不变时，力的大小与流过线圈的电流强度成正比。如果使重物的重力方向向下，电磁力的方向向上，并与之平衡，则通过导线的电流与被称物体的质量成正比。

秤盘通过支架连杆与线圈相连，线圈置于磁场中，秤盘及被称物体的重力通过连杆支架作用于线圈上，方向向下。线圈内有电流通过，产生一个向上作用的电磁力，与秤盘重力方向相反，大小相等。位移传感器处于预定的中心位置，当秤盘上的物体质量发生变化时，位移传感器检出位移信号，经调节器和放大器改变线圈的电流直至线圈回到中心位置为止。通过数字显示物体的质量。

2.性能特点

（1）电子分析天平支撑点采用弹性簧片，没有机械天平的宝石或玛瑙刀，取消了升降框装置，采用数字显示方式代替指针刻度式显示。使用寿命长，性能稳定，灵敏度高，操作方便。

（2）电子分析天平采用电磁力平衡原理，称量时全程不用砝码，放上被称物后，在几秒钟内即达到平衡，显示读数。称量速度快，精度高。

（3）电子分析天平具有称量范围和读数精度可变的功能，如瑞士梅特勒AE240天平，在0～205 g称量范围，读数精度为0.1 mg；在0～41 g称量范围内，读数精度为0.01 mg，可以一机多用。

（4）分析及半微量电子天平一般具有内部校正功能，天平内部装有标准砝码，使用校准功能时，标准砝码被启用，天平的微处理器将标准砝码的质量值作为校准标准，以获得正确的称量数据。

（5）电子分析天平是高智能化的，可在全量程范围内实现去皮重、累加、超载显示、故障报警等。

（6）电子分析天平具有质量电信号输出，这是机械天平无法做到的，它可以连接打印机、计算机，实现称量、记录和计算的自动化。同时也可以在生产、科研中作为称量、检测的手段，或组成各种新仪器。

3.安装和使用方法

电子分析天平对天平室和天平台的要求与机械天平相同，同时应使天平远离带有磁性或能产生磁场的物体和设备。

电子分析天平的安装较简单，一般按说明书要求进行即可。清洁天平各部件后，放好天平，调节水平，依次将防尘隔板、防风环、托盘、秤盘放上，连接电线即可。

电子分析天平的使用方法如下：

（1）使用前检查天平是否水平，调节水平。

（2）称量前接通电源预热30 min。

（3）校准。使用天平必须先校准；将天平从一地移到另一地使用时或在使用一段时间（30天左右）后，应对天平重新校准；为使称量更为精确，亦可随时对天平进行校准。校准可按说明书，用内装砝码或外部自备有修正值的校准砝码进行。

（4）称量。按下显示屏的开关键，待显示稳定的零点后，将物品放到秤盘上，关上防风门，显示稳定后即可读取称量值。操作相应的按键可以实现“去皮”“增重”“减重”等称量功能。

例如，用小烧杯称取样品时，可先将洁净干燥的小烧杯放在称盘中央，显示数字稳定后按“去皮”键，显示即恢复为零，再缓缓加样品至显示出所需样品的质量时，停止加样，直接记录称取样品的质量。

短时间（如2h）内暂不使用天平，可不关闭天平电源开关，以免再使用时重新通电预热。

四、称量方法与天平使用注意事项

根据不同的称量对象，需采用相应的称量方法，对电子分析天平而言，大致有如下几种常用的称量方法：

（1）直接法

天平零点调定后，将被称物直接放在秤盘上，所得读数即为被称物的质量，这种称量方法适用于称量洁净干燥的器皿、棒状或块状的金属及其他整块的不易潮解或升华的固体样品。注意：不得用手直接取放被称物，而可采用戴汗布手套、垫纸条、用镊子或钳子等适宜的办法。

（2）减量法（差减法）

取适量待称样品置于一干燥洁净的容器（称量瓶、纸簸箕、小滴瓶等）中，在天平上准确称量后，取出欲称量的样品置于实验器皿（如锥形瓶）中，再次准确称量，两次称量读数之差，即为所称得样品的质量。如此反复操作，可连续称取若干份样品，这种称量方法适用于一般的颗粒状、粉末状试剂或试样及液体试样。

称量瓶的使用方法：称量瓶是减量法称量粉末状、颗粒状样品最常用的容器，用前要洗净烘干，用时不可直接用手拿，而应用纸条套住瓶身中部，用手指捏紧纸条进行操作，这样可避免手汗和体温的影响。先将称量瓶放在台秤上粗称，然后将瓶盖打开放在同一秤盘上，根据所需样品量（应略多些）向右移动游码，用药勺缓缓加入样品至台秤平衡，盖上瓶盖，再拿到天平上准确称量并记录读数，拿出称量瓶，在盛接样品的容器上方打开瓶盖并用瓶盖的下面轻敲称量瓶口的右上部，使样品缓缓倾入容器（见图2-35）。估计倾出的样品已够量时，再边敲瓶口边将瓶身扶正，盖好瓶盖后方可离开容器的上方，再准确称量。如果一次倾出的样品质量不够，可再次倾倒样品，直至倾出样品的量满足要求后，再记录第二次称量的读数。

（3）固定量称量法（增量法）

直接用基准物质配制标准溶液时，有时需要配成一定浓度值的溶液，这就要求所称基准物质的质量必须是一定的。例如配制100 mL含钙1.000 mg／mL的标准溶液，必须准确称取0.249 7 g CaCO ₃ 基准试剂。称量方法：准确称量一洁净干燥的小烧杯（50 mL或100 mL），读数后再按“去皮”键，小心缓慢地向烧杯中加CaCO ₃ 试剂，直至天平读数正好增加0.249 7 g为止。这种称量操作的速度很慢，适用于不易吸潮的粉末状或小颗粒（最大颗粒应小于0.1 mg）样品。

（4）液体样品的称量

液体样品的准确称量比较麻烦。根据不同样品的性质有多种称量方法，现就主要的称量方法予以简单介绍。

①性质较稳定、不易挥发的样品可装在干燥的小滴瓶中用减量法称取，应预先粗测每滴样品的大致质量。

②较易挥发的样品可用增量法称量。例如，称取浓HCl试样时，可先在100 mL具塞锥形瓶中加20 mL水，准确称量后，加入适量试样，立即盖上瓶塞，再进行准确称量，然后即可进行测定（如用NaOH标准溶液滴定HCl）。

③易挥发或与水作用强烈的样品需要采取特殊的方法进行称量。例如，冰乙酸样品可用小称量瓶准确称量，然后连瓶一起放入已盛有适量水的具塞锥形瓶，摇开称量瓶盖，样品与水混匀后进行测定，发烟硫酸及浓硝酸样品一般采用直径约10 mm、带毛细管的安瓿球称取。已准确称量的安瓿球经火焰微热后，毛细管尖插入样品，球泡冷却后可吸入1～2 mL样品，用火焰封住管尖后准确称量。将安瓿球放入盛有适量水的具塞锥形瓶中，摇碎安瓿球，样品与水混合并冷却后即可进行测定。

（5）使用天平的注意事项

①开、关天平侧门，放、取被称物等操作，其动作都要轻、缓，切不可用力过猛。

②调定零点及记录称量读数后，应随手关闭天平门，被称物必须放在天平盘中央。

③称量读数时必须关闭两个侧门。

④所称物品质量不得超过天平的最大载量。称量读数必须立即记在实验记录本中，不得记在其他地方。

⑤如果发现天平不正常，应及时报告老师或实验室工作人员，不要自行处理。

⑥称量完毕，应随即将天平复原，并检查天平周围是否清洁。

⑦天平使用一定时间（半年或一年）后，要清洗并检查计量性能和调整灵敏度，这项工作由实验室技术人员进行。

附注

拿取称量瓶和烧杯，可借助洁净干燥的纸条或戴上洁净的手套。 Ya8HRKWpUeHk+9ttIgAjmnzPBqmHAjkccIPKSimfMHZVDAX/FZ5z9l0L8IMPVLxg