1.安装环境对电子天平的影响
(1)远离震源。天平室不能设在临近铁路、公路和有大型振动机械的地方,天平室内不能放置振动机械,更不能将振动机械和天平放置于同一台面上,如无法避免则应采取防震措施。震动时称量不仅准确度无法保证,还会损坏天平内部精密部件,造成仪器损坏或寿命缩短。
(3)不能有腐蚀气体。化学测试行业的性质决定了无法避免使用盐酸等腐蚀性物质,这就要求实验室具有良好的通风净化系统,天平室尽量远离熔矿车间,并且具有较好的密闭效果,有条件可在天平室内使用空气净化装置等延长天平使用寿命。
(4)远离热源、电磁场,工作台要牢固可靠,台面水平度好。
(5)保持清洁,避免气流形成。在地质实验测试中样品多为岩石样品,固体粉末容易产生灰尘,如果不能保持天平室的清洁,将影响传感器的正常工作,导致数据误差。气流的形成如天平放置在窗口,将造成天平不稳定。
2.预热时间对电子天平的影响
电磁力平衡式传感器的温度变化主要来源于环境温度的变化和过流元件的发热。电子天平的基本工作原理是平衡,一旦失衡,利用电磁力将天平重新拉回平衡。这个电磁力,是由流经线圈中与物体质量成正比的电流在永久磁钢中产生的电磁力的大小与磁钢的磁通、流经线圈中的电流及线圈长度成正比。当天平处于预热阶段时,随着天平内部温度升高,磁通量逐渐下降,同时电流也会减小,这样就导致电磁力变小,天平失去平衡,天平的显示值会呈现正的单方向漂移。
电子天平在称量前要充分预热,只有经过充分预热,使磁钢达到热平衡,这一变化过程才结束,天平才真正达到平衡,再利用天平回零/去皮功能,使天平显示回零,此时天平才处于真正可使用状态。为了减少电子器件(如变压器、桥式整流器、三端直流稳压集成电路等发热器件)的影响,新一代的电子天平都将主要发热器件———变压器移到天平的外部,成为一个独立部分。
对于实际分度值为1pg或0.1g的微量或超微量天平,都是将称量室与电子部分分成两个独立的部分。其目的即是为了减小电子部分发热器件的热噪声对传感器的热影响,有利于电子天平更为稳定与准确地称量,另外,电子天平通常都没有类似家用电器的电源开关,只要给天平通电,即使显示器上无显示,天平也已处于预热状态,天平上的ON/OFF键只是开关显示器而已,因此经常称量的天平不必拔掉电源,尤其是高准确度的天平,在条件允许的情况下,长期不断电,保持天平始终处于预热状态。
3.样品的磁性
JJG99-2006《砝码检定规程》首次将砝码的磁性检测纳入检测要求,其中这样解释:“在测量过程中磁力会产生负面影响。这是由于这种力在质量测量中无法与重量相区别,磁力可以引起两个质量标准之间的相互作用,也可以引起质量标准或测量中使用的衡量仪器与周围相近的其他磁性物体之间的相互作用”。可以看出,磁力是在检测过程中影响真实质量的重要因素,带有磁性的物体会对衡量仪器产生影响,从而也影响被测物体称量结果的准确性。
在地质实验测试中有些矿石(如磁铁矿)的矿种本身就具有磁性,这势必给测量结果带来误差,在日常检测中我们不可能对每个样品的磁性了如指掌,也不可能在检测之前先测量样品的磁性。为了避免这种误差的出现,有两种途径可以选择:
(1)秤盘。有些称样人员使用的称量容器如果是金属材质(如铁或铁合金)的就不能起到隔绝的作用,铁或铁合金会被磁性物质磁化,应使用玻璃或塑料材质的称量容器。
(2)秤盘的夹层中加有一些特殊的屏蔽装置,因为,磁性必须有闭环才能有效产生磁力,故通过一个装置不让磁性形成闭环即可。另外,使用后置式电磁力传感器的电子天平,并对传感器加以屏蔽也能基本解决对带有磁性物体称量的准确性和稳定性问题。
二、电子天平的使用与维护保养
1.预热天平
进行计量检定的电子天平,实际分度值>0.01mg的电子天平,预热时间至少为5h。低准确度的电子天平可以适当减少预热时间,实际分度值<0.01mg的微量和超微量电子天平,预热时间则需24h以上。如每天使用的天平则可采取长期不断电的方式减少预热次数,电子天平通常都没有类似家用电器的电源开关,只要给天平通电,即使显示器上无显示,天平也已处于预热状态,天平上的ON/OFF键只是开关显示器而已,因此经常称量的天平不必拔掉电源,尤其是高准确度天平,在条件允许的情况下,长期不断电保持天平始终处于预热状态。
2.运动天平
电子天平预热好以后,不要立即进行称量,要进行短暂地加载、卸载运动天平。其实,运动天平的目的很简单,电子天平的传感器通常是由9片或11片簧片构成的弹性支承体,天平传感器就是利用这些簧片进行力的传递,使天平在平衡—失衡—再平衡的过程之中,完成称量。长期通电预热阶段或较长时间停止称量时,天平传感器处于停止工作的休眠状态,当然,这么多簧片也是处于休眠状态。正由于上述原因,此时簧片的恢复性能不好,若这时进行称量,势必会引起天平加载后回零不好,示值稳定性不好,重复性差,天平无法稳定地称量。
3.校准天平
计量部门对天平进行计量性能检定,主要包括对天平的偏载误差(即四角误差),各个载荷点的准确性及重复性检定。每台天平都有校准功能,除了带内校砝码的高精度天平会自动校准外,其他天平都需人工对其进行校准。一般天平的键盘上都有一个CAL键,只要按一下这个键,天平就会显示一个砝码标称值,放上符合要求的砝码,等待片刻,会出现CAL DONE字样,这表明校准已完成。
如果键盘上没有CAL键,就要借助说明书,通过菜单键进入校准状态,一定要天平显示CAL字样才能继续校准。校准对搬动过的天平尤其重要,运用校准方法,可以消除重力对称量的影响。校准的频率视使用情况而定,一般要求每天在使用前校准,如果使用特别频繁,如有些单位一天要称样100多次,则需在使用当中再校准一次。总之,只有做好校准工作,才能使天平保持正常的工作状态。
4.电子天平的维护
为了使电子天平处于良好的工作状态,正确使用的同时必须经常维护,除了考虑影响天平稳定性的几点因素之外这里谈两点:
(1)干燥器的使用
电子天平在未使用时必须放置干燥剂,以保护电子元件,在使用时如果称量空气干燥样品,应将干燥剂取出,等天平内外湿度达到一致,再进行称量,以免样品失去过多水分影响结果,如果称量马弗炉或者干燥箱干燥过的样品,则可直接称量。这对实验测试中有些项目如水分的测定影响很大。如发现干燥剂变颜色应及时更换。
(2)天平使用结束应该使天平处于空载状态
因为天平的原理决定了如长期置物于载盘上,则会影响传感器中弹簧片的恢复,引起天平加载后归零不好、示值不准确,减少天平寿命,所以天平使用完必须卸载,使天平处于清洁干燥的状态。
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