任务二
分析天平

一、分析天平的种类

根据结构特点，分析天平可分为双盘（等臂）天平、单盘（不等臂）天平和电子天平 3 类。分析天平还可以按精度分类，根据分度值的大小，可分为常量分析天平（分度值为 0.1 mg）、微量分析天平（分度值为 0.01 mg）和超微量分析天平（分度值为 0.001 mg）。

常用分析天平的规格和型号见表 4.1。

按我国现行标准，根据天平分度值与最大载荷的比值，分析天平可分为 10 级。具体分类见表 4.2。

一级天平的精度最高，10 级天平的精度最低。常用的分析天平的最大载荷为 200 g，分度值为 0.1 mg，其精度为 0.000 1 g/ 200 g = 5×10 ^-7 ，即相当于 3 级天平。分析中应根据不同的要求来选用不同级别的天平。例如，生产控制室可选用 5 级天平；分析实验室一般要求样品称准至 0.000 1 g，必须选用 3 级、4 级天平。

二、电子分析天平的构造

电子分析天平称量准确、迅速、操作简单、灵敏度高，是目前许多实验室采用的最新一代的分析天平。

电子分析天平的基本部件如图 4.2 所示，由显示器、功能键、底角、秤盘、左侧门、右侧门、天窗、外框等构成。

三、电子分析天平的操作

（一）天平操作

①调整水平：电子天平使用前应检查天平是否水平。

电子天平都有一个水准泡，使用时水准泡必须位于液腔中央，否则称量不准确。

电子天平一般有两个调平底座，位于前面或后面，旋转这两个调平基座，就可以调整天平水平。

注意：水平调好之后，应尽量不要搬动。

②预热：称量前接通电源预热 30 min。

③开启天平并调零：按一下开/关键，显示屏出现“0.000 0”；如果显示不是“0.000 0”，可按一下“调零”键。

④称量：将被称物轻轻放在秤盘中央，这时可见显示屏上的数字在不断变化，待数字稳定并出现质量单位“g”后，即可读数（最好再等几秒钟）并记录称量结果。

注意：读数时应关上天平门。

⑤称量完毕，取下被称物。如果不久还要继续使用天平，可暂不按“开/关”键，天平将自动保持零位，或者按一下“开/关”键（但不可拔下电源插头），让天平处于待命状态，即显示屏上数字消失，左下角出现一个“0”，再来称样时按一下“开/关”键就可使用；如果较长时间（半天以上）不再用天平，应拔下电源插头，盖上防尘罩。

注意：天平初次使用或长时间没有用过，或天平移动过位置，一般都应进行校准操作，校准要在天平通电预热 30 min以后进行。

（二）天平校准

天平有内校准和外校准。

1.内校准步骤

调整水平，按下“开/关”键，显示稳定后如不为零则按一下“调零”键，稳定地显示“0.000 0”后，按一下校准键（CAL），天平将自动进行校准，屏幕显示“CAL”，表示正在进行校准。10 s左右“CAL”消失，表示校准完毕，应显示出“0.000 0 g”。如果显示不为“0.000 0 g”，可按一下“调零”键，然后即可进行称量。

2.外校准步骤

外校准由TAR键清零及CAL键、100 g校准砝码完成。轻按CAL键，当显示器出现“CAL-”时松手，显示器出现“CAL-100”，其中“100”为闪烁码，表示校准砝码需用 100 g的标准砝码。此时把准备好“100 g”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“100.000 0 g”，拿去校准砝码，显示器应出现“0.000 0 g”，若出现不是“0.000 0 g”，则再清零，再重复以上校准操作。

注意：为了得到准确的校准结果最好重复以上步骤校准。

四、电子天平使用注意——影响称量准确度的因素

①不可用手直接接触被称物，要用镊子、纸条或戴棉布手套（为防止静电，不要戴一次性手套）进行操作。手接触被称物品，指纹吸湿带来 50~ 100μg的误差。把手伸入防风罩带来温度的变化可以持续影响 10 min以上。

②称量时，身体任何部位尽量不接触称量台，以免影响天平的稳定性。称量时，不要开动和使用前门。

③称量室与样品和容器之间温度不同，读数会漂移，样品热显示质量小，样品冷显示质量大。解决方法：把样品及容器在称量室内放置一段时间后再行称量。

④具有吸湿性或挥发性的样品，应使用密闭的容器。把样品放入长颈瓶或小试管时要防止遗撒，可选用专门的支架工具。有吸湿性的样品建议在干燥环境中快速测量。

⑤静电影响称量现象是指在使用特种准确度级的天平称量粉末样品或者干燥后的玻璃容器时，读数不稳定或称量结果重现性差。发生原因：称量低电导率的物质或容器；面积大的样品（塑料或玻璃容器，滤纸）；粉末或液体样品加样的摩擦力；被人为带进来的电荷；相对湿度小于 40%~45%。解决方法：配置去静电装置；将称量试管放在一个金属容器内；保持空气相对湿度 45%~60%；有良好的接地线。

五、电子天平常见故障及其排除

这里列出一些电子天平常见的故障，使用者可以查找原因尝试排除，应该按照说明书进行操作，若天平仍不正常，应请相关专业技术人员进行检修。

1.显示器没有显示

①检查供电电压是否设置正确。

②检查供电线路及供电电源是否正常。

③检查电源变压器、电源开关是否接触不良或损坏。

2.开启天平后零点单方向漂移

开启天平后零点单方向漂移是属于预热时间不够的正常现象，磁传感器中的磁钢达到热平衡即可稳定。

3.外部校准不能执行（内校和外校各有特点，内置砝码长期使用后，难以进行砝码检定和表面清洁处理，可以定期使用外附校准砝码校准）

①天平不水平。

②天平安装环境不符合要求。

③校准前天平不在零位。

④外校砝码误差过大。

⑤称量系统有机械故障。

⑥天平的内设程序拒绝外校，改变天平的内设程序，使之处于执行外校状态。

4.空载时零点不稳定，双向漂移

①天平放置的环境不符合要求，环境因素包括振动、气流、温度、外部磁场。

②防风窗未关闭。

③天平参数设置不合适。

5.称量结果不稳定

①天平严重不水平，倾斜度太大。

②天平长时间没有校正。

③电子天平的稳定性设置不合适，按说明书调整。

④天平安装环境不符合要求。

⑤检查天平防风罩，看是否未完全关闭。

⑥秤盘和天平壳体中间是否有杂物。

⑦玻璃罩和秤盘是否擦蹭。

⑧检查传感器放置位置及连接部分，看是否接触良好。

⑨观察附近是否有强电磁干扰。

⑩被称物的质量是否稳定（吸潮或挥发或带静电荷等）。

温度影响：称量室内受到手的温度影响，被称物温度与室温相差较大。戴棉质手套，被称物放在天平室一段时间，使其恒温。

天平的四角误差有问题，检验并调整。

微处理器或A/D转换器有问题，检修。

6.显示乱码

①操作电压选择错误，电压偏低。

②操作错误，按说明书操作。

③检查触摸按键是否未弹起、接触不好或变形而影响其他功能键。

④检查内部电源线路、传感器和信号线。

⑤查看控制回路的各插件板和底座，是否有松动、虚接及底座与连接线断开。

7.称量结果明显不对

①没有去皮回零。

②没有校准或采用错误的外部砝码校准。

③电源电压超出正确的工作电压范围，采取措施，稳定电源电压。

8.去皮回零不好，较难回到全零

电子天平工作台不够稳固，台面上垫有一层防振橡胶，使操作时天平已受到振动。

9.称量室内不要放置干燥剂

干燥剂的吸水和放水形成不同方向的气流，引起空气浮力的变化，导致称量不稳定。

10.静电及产生的原因

①空气干燥，尤其是冬季湿度低于 45%时。

②被称物体带静电。

③操作者衣服或使用的工具带静电。

④秤盘安装不当。

⑤地板或天平台的胶板带静电。

11.静电排除方法

①增加湿度，使相对湿度在 70%左右。

②除去被称物静电。

③操作者使用应先用手触摸墙壁等除去静电。

④正确安装秤盘。

⑤天平接好地线，天平室不要用易产生静电的装饰材料。

⑥选购除静电装置。 NWRXhCPcnNK7Gn0F0hi+cQlhKfkHu8AYhEog2d8TawwnFV1KDk8axZvMzk4h+iXg