机械天平.pptx

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1、力学一室力学一室20092009年年0404月月1818日日目录 概述 天平的结构、原理与名词解释 天平的准确度级别 天平外观检查及技术要求 天平检定应具备的条件 天平的检定项目及方法 检定结果的处理 检定周期 机械天平在砝码量传中不确定度分量的评定 电光分析天平的维修第一部分第一部分 概述概述 机械天平是一种利用杠杆平衡原理 测定物体质量的测量仪器。 机械杠杆式天平的主要结构由底板、外罩、立柱制动机构、横梁、吊挂系统、读数系统、阻尼部分、机械挂砝码装置、游码标尺、链码标尺、传动装置等元件组合而成，借助砝码利用杠杆平衡原理直接测量物体的质量。 机械天平用于质量量值传递，物体质量、体积的测量，并

2、且广泛用于电子、纺织、冶金、化工、农业、卫生、科研单位及高等院校等部门。第二部分 结构与原理第二部分 结构与原理 要确保天平的准确可靠，必须保证天平四个主要计量性能达到要求，即天平的稳定性、正确性、灵敏性和示值不变性。 杠杆天平的稳定性是指天平的横梁受到某种扰动，并待扰动消失后，它能够自动回到初始平衡位置的能力。 杠杆平衡原理是指作用于杠杆上所有外力对支点的力矩之和为零。杠杆平衡有稳定平衡、不稳定平衡和随遇平衡三种状态。第二部分 结构与原理 稳定平衡是指处于平衡状态的杠杆受到微小扰动，待扰动消除后能自动恢复到原来的平衡位置，这种平衡状态叫稳定平衡。 不稳定平衡是指处于平衡状态的杠杆受到微小扰动

3、，待扰动消除后，不能自动恢复到原来的平衡位置，这种平衡状态叫不稳定平衡。 随遇平衡是指处于平衡状态的杠杆受到微小扰动，待扰动消除后，能在任意位置上继续保持平衡，这种平衡状态叫随遇平衡。第二部分 结构与原理 需要注意的是杠杆天平的稳定性与灵敏性是有一定关系的，当天平的稳定性越好，其灵敏度就越差。也就是说天平横梁重心位置越低，天平就越稳定，灵敏性就越差。所以说天平不是越稳定越好，或者灵敏性越高越好第二部分 结构与原理 天平的正确性是指横梁的左、右两臂具有正确固定的比例。 对于等臂天平，其正确性是指左右两臂长度应该相等。 等臂天平正确性的特征是天平空载时的平衡位置和在左右两盘中加上相等载荷时的平衡位

4、置保持不变。 当用臂比不正确的等臂天平进行直接衡量时，在其衡量结果中就会引入误差，这种误差称其为不等臂性误差。第二部分 结构与原理 天平的灵敏度是指天平能反应出放在物体质量差的能力。也就是指天平指针尖端的线位移或角位移与产生该位移的质量值之比。 天平分度灵敏度是天平指针尖端移动的分度数与在某一盘中所加的砝码质量之比。是单位质量所对应的天平标牌的分度数，分度数越多，天平越灵敏。 分度值是在天平某一盘中所加砝码质量与天平指针尖端沿标牌移动的分度数之比。是每个分度所对应的质量值，这个质量值越小，天平越灵敏。第二部分 结构与原理 天平的示值不变性是指在同一天平上，对同一物体重复多次衡量，所得各次衡量结

5、果的一致性程度。 各次衡量结果之间的差异，习惯上叫做天平的示值重复性，它实际上就是衡量结果的可靠程度，一般以示值重复性的大小来说明天平示值重复性的好坏。 只有保证天平四大计量性能的良好，才能保证天平的正常工作。准确度级别符号检定标尺分度数n1107n5106n 11072106n 51061106n 21065105n 11062105n 51051105n 21055104n 11052104n 51041104n 2104天平的分类IiIiDjj2准确度级别温度温度波动不大于/（/h）湿度不大于（RH）1 2 18230.270 3 4e0.001mg18230.270e0.001mg18

6、260.575最大秤量1kg18240.5755 6 15301.0857 810322.0909 10室温-工作环境条件 天平周围无影响天平计量性能的振动和气流存在。 天平周围空气中无腐蚀性气体存在。 天平应放置在平稳坚固的平台上使用。 天平不能因为检定时间而引起计量性能超差。42321iiiI 序号检定项目首次检定 后续检定使用中检验1外观检查2天平的检定标尺分度值及其误差3天平横梁不等臂性误差4天平的示值重复性5游码标尺、链码标尺称量误差6机械挂砝码的组合误差 注：对于单盘天平不做“3”项检定；对于不具游码标尺或链码标尺装置的天平，不做“5”项检定；对于无机械加砝码减砝码装置的天平不做“

7、6”项检定。双盘天平检定记录 注：*rm*km )22(26143iiiiemYpkkmpkem2pkem2（最小）最大000)(（最小）最大ppp)(0p（最小）最大000)(（最小）最大ppp)(解：检定项目检定项目检定结果（实测值）检定结果（实测值）法定允差法定允差空秤天平分度值空秤天平分度值9.5 mg 10 mg全秤量天平分度值全秤量天平分度值9.3 mg 10 mg空秤与全秤量分度值之差空秤与全秤量分度值之差0.4 mg 1.2 mg左盘与右盘分度值之差左盘与右盘分度值之差0.2 mg 1.2 mg空秤天平示值重复性空秤天平示值重复性0.7分度分度1 分度分度全秤量天平示值重复性全

8、秤量天平示值重复性1.0分度分度1 分度分度横梁不等臂性误差横梁不等臂性误差1.8分度分度6 分度分度 rm观测顺序观测顺序秤盘上的载荷秤盘上的载荷平衡位置平衡位置备注备注105.0P=150g测四角时，砝码测四角时，砝码放置在距秤盘中放置在距秤盘中心心R/3处，处，R为秤为秤盘半径盘半径2r 1003.93P -18.7405.75P（前）（前） -19.2605.57P（后）（后） -19.0805.89P（左）（左） -18.81005.611P（右）（右） -19.21205.213P -18.8（1）天平的分度值：）天平的分度值： （2）天平分度值误差：）天平分度值误差： =998.

9、91000.0= 1.1分度分度（3）空秤时的示值重复性：）空秤时的示值重复性： =5.8-5.00.8分度分度（4）全秤量时的示值重复性：）全秤量时的示值重复性： = -18.7-（-19.2）0.5分度分度 该天平合格。该天平合格。 mgIImdr1001. 09 .998000.1000 . 59 .1003000.10012标emIINr120)()(000最小最大II)()(最小最大pppII检定项目检定项目检定结果（实测值）检定结果（实测值）法定允差法定允差天平分度值天平分度值 d=0.1 mg/天平分度值误差天平分度值误差 -1.1 分度分度+1/-2分度分度空秤天平示值重复性空

10、秤天平示值重复性 0.8 分度分度1 分度分度全秤量天平示值重复全秤量天平示值重复性性 0.5 分度分度1 分度分度机械挂砝码组合误差机械挂砝码组合误差 毫克组毫克组 +1.8d克克 组组 +4.9d毫克组毫克组 2 d克克 组组 5d ppAjjBjAjYemmeIIKK标)(0ppAjYemmppAjYemm标减eIIKKjBjAj)(0空秤天平分度值空秤天平分度值e0=0.1mg全秤量天平分度值全秤量天平分度值ep=0.1mg空秤天平示值重复性空秤天平示值重复性 0=0.6分度分度全秤量天平示值重复性全秤量天平示值重复性 p=1分度分度横梁不等臂性误差横梁不等臂性误差 Y=+1.3分度分

11、度结论电光分析天平的维修1.如何正确操作机械天平 作好天平使用前的准备工作作好天平使用前的准备工作 1. 天平内是否清洁 2.天平是否水平 使用天平时需注意的事项使用天平时需注意的事项 1. 环境：温度、湿度、震动、气流、搬运。 2.人员：轻开轻关并均匀缓慢地转动开关旋钮，不能中途停顿，必须一次开关到底。2.变压器故障的排除变压器故障的排除 用万用表的欧姆档检查输入端导线 用万用表的欧姆档检查输出端导线 用万用表检查变压器输入端或输出端的电阻值，如果电阻值为无穷大，说明变压器已坏。3.天平不平衡的调整 天平不水平，将水平气泡调置标准圈的中天平不水平，将水平气泡调置标准圈的中心心 清除秤盘上的被

12、称物或尘土清除秤盘上的被称物或尘土 调整天平的零点微调器调整天平的零点微调器 调整平衡铊调整平衡铊4.天平显示窗上无显示的调修 查看电源查看电源 检查插销，有无虚接、断线检查插销，有无虚接、断线 检查并修好微动开关检查并修好微动开关 更换灯泡并拧到位（灯泡为更换灯泡并拧到位（灯泡为6v6v左右）左右） 调整各反光镜的放射角度调整各反光镜的放射角度5.天平光学读数系统的组成 灯光罩（内有灯头和灯泡） 聚光管 微分标牌 放大镜 反射镜 读数光屏6.天平光学读数系统故障的调修 没有光源 光源位置不正确 清除反光镜上的尘土或赃物 调整放大镜的焦距 调整二次反射镜 调整微分标牌的高低 调整指针的长短7.

13、天平灯泡不亮或常亮的修理 缩小弹片开关的间隙 更换新的弹片 用细沙纸打磨弹片接触点 调整弹性托片和开关弹片之间的间隙8.天平盘托过高或过低产生的影响 盘托过高，在开启天平时，会使秤盘强烈晃动，甚至会使吊耳脱落，造成天平稳定性不好 盘托过低，使秤盘无阻尼地产生晃动，造成天平示值漂移变动，影响天平的准确称量9.天平阻尼器故障的排除 使天平处于水平状态 取出盘托，调整阻尼器内外筒之间的间隙，使之均匀一致 阻尼内筒左为1，右为2 清除阻尼器内外筒之间的纤维物等杂质，清洁时要用绸布10.天平秤盘的调修 松开秤盘上的固定螺丝，将秤盘调置水平后拧紧螺丝。11.天平水准器的安装与调整 用准确度高于天平水平泡的

14、水准器进行校准，将其放在底板上的3个不同位置上。 左右旋转调整脚旋钮，使水准器水平。 松开固定螺丝，将天平水准器放置固定位置，然后调整固定螺丝，使水平泡中的气泡居中。12.天平翼翅板的调整 松开翼翅板固定螺丝上的固定螺母，用螺丝刀向里旋进翼翅板上的固定螺丝，可使翼翅板前后不晃动，也可排除翼翅板升级不灵活这一故障 松开翼翅板固定螺丝上的固定螺母，用螺丝刀向外旋出翼翅板上的固定螺丝，可排除翼翅板升级不灵活这一故障13.修理天平的常用工具 拨棍 小扳手 叉扳手 吊角器 刀距卡尺 刀线卡板 水平仪14.天平发生耳折时的调修 松开吊耳支销固定螺母，将支撑吊耳的两个吊耳支销的连线移到与边刀刃的延长线为一条

15、直线上，然后一只手按住支销，另一只手用叉扳手旋紧四眼螺母。15.天平跳针的调修 开启天平时，指针向前或向后跳动，有时则是抖动，这种现象就是跳针。 调整横梁水平支销，使中刀缝前后一致。 调整左边的两个吊耳支销，使左边刀缝前后一致。 调整右边的两个吊耳支销，使右边刀缝前后一致。16.天平带针的调修 不论哪边秤盘物品重，开启天平后，读数都朝着一个方向快速移动，然后再恢复到平衡位置上，这种现象就叫带针。 调整翼翅板上的小钢丝，使钢丝两边弹力一致。 调整翼翅板，使其无松动现象。 确保横梁水平，否则调整横梁支销，并保证中刀缝在0.30.5mm之间。 调整吊耳支销，使左右两边刀缝达到一致，并在0.20.3m

16、m之间。 调整盘托，使左右两边弹力一致。 检查支销尖部和槽眼等部位是否有毛刺或尘土、纤维等物。17.天平灵敏度的调修 天平灵敏度过高的调修 1. 先将重心铊上下两部分松开后再将重心铊降低，从而达到降低灵敏度的目的; 2.由于更换零部件使横梁加重，单靠降重心铊已无法使灵敏度达到正确的值，这时需加重指针的重量。 天平灵敏度过低的调修 1.先将重心铊上下两部分松开后再将重心铊升高，从而达到升高灵敏度的目的; 2.天平严重离线可造成灵敏度过低，只要调整好离线，再将灵敏度调整到合格的范围内即可。 只有在天平空载和全载灵敏度一致的前提下，才可调整重心铊，重心铊的调整范围应在重心螺丝3/5范围内。18.天平

17、左右盘灵敏度不一致的调修 左右盘灵敏度应控制在2个分度内。 更换中刀，使天平中刀的左右角度对称； 排除刀垫倾斜现象； 中刀倾斜，重新按装中刀； 左右两边的边刀刀刃锋利程度不一致，更换边刀； 指针与三刀刃连线不垂直，重新调整指针，使其垂直于横梁。19.如何理解空载与全载灵敏度 新生产和修理后的带有阻尼器的天平，其空载灵敏度应控制在1+1分度之间；全载灵敏度应控制在1+2分度之间。 使用中的带有阻尼器的天平空载灵敏度控制在21分度，全载灵敏度控制在22分度。20.吃线的调整 空载时的分度灵敏度小于全载时的分度灵敏度，也就是说，中刀刃吃进两边刀刃连线即为吃线。如图： 如果是上海的TG328A型天平，

18、则降两侧的升刀螺丝，紧固中间的降刀螺丝。 如果是北京的GT2型天平，则降中间的升刀螺丝，紧固两侧的降刀螺丝。21.离线的调整 空载时的分度灵敏度大于全载时的分度灵敏度，也就是说，中刀刃离开两边刀刃连线即为离线。如图： 如果是上海的TG328A型天平，则先松中间的降刀螺丝，再紧固两侧的升刀螺丝。 如果是北京的GT2型天平，则先松两侧的降刀螺丝，再紧固中间的升刀螺丝。 全载分度灵敏度的变化约为空载分度灵敏度的一倍。22.产生天平不等臂的原因 温度对天平不等臂会产生影响。 天平因搬运或长途运输的震动而产生不等臂性误差。 不等臂性误差是随着载荷的增大而增大。23.天平不等臂的调修 因温度引起的不等臂性

19、误差，不可调整天平横梁上的偏差螺丝，只需排除产生温度变化的因素，如：被称物品与室温不一致；人的体温与天平所在环境温度的差异等。 因天平本身造成的横梁不等臂性误差，可调整偏差螺丝，但只能加长短臂，不能缩短长臂。对较大的偏差，可平移边刀盒，这时可随意调整偏差螺丝。 调整不等臂时，偏差的改变量是空载改变量的2倍至3倍。24.产生天平示值变动性的原因 因三刀有锯齿、凹状或凸状，引起示值变动性。 横梁上的刀盒螺丝、微分标牌螺丝、指针固定螺丝、重心铊、平衡铊及偏差螺丝等的松动，造成示值变动性。 翼翅板松动。 带针、跳针、耳折、阻碍（蹭）。 三刀刃不平衡。 三刀不在同一平面内。 空载变动性大或空、全载变动性

20、都大，多属于螺丝松动造成的。如果空载变动性小，而全载变动性大，多属于刀子不好或三刀平行性和平面性不好。25.天平示值变动性的调修 刀子是天平关键部件，如出现锯齿、凹状或凸状，需换刀。 用“指弹法”检查横梁上的螺丝是否松动，如有松动，按下列步骤进行： 1.旋紧重心铊； 2.保持平衡铊松紧适度，如松动，用钳子夹平衡铊的开口； 3.将指针固定螺丝拧紧； 4.将微分标牌螺丝拧紧； 5.将刀盒螺丝拧紧； 6.将偏差螺丝调置紧挨刀盒为止。 检查是否有带针、跳针、耳折、阻碍（蹭）或翼翅板松动等现象。 调整边刀盒上的平行螺丝，使三刀平行。26.检查天平刀子的好坏 用放大镜检查刀子的好坏。 将刀口放在玛瑙平面上

21、，另一侧用灯光照射，观察刀子与刀垫的接触情况。 用小拇指或食指检查刀口。27.如何拆卸天平的刀子 加热退刀法。加热时间时间不宜过长。 冲挤退刀法。将刀子由小头向大头方向冲出。 螺丝退刀法。只需松开刀子一侧的两个螺丝，就可将刀子退出。28.如何安装天平的刀子 粘刀法。用502胶或漆片粘刀。 紧配合法。让刀子小头从刀槽大口内冲挤进去，直到位置合适为止。 螺丝紧固法。注意不能用力过大，否则刀子易被顶碎。 换刀后，要用刀距卡尺分别量中刀刃至边刀刃的距离，使左右臂长基本相等。也可用坐标纸和一根细线来观察中刀至两边刀的距离。 用刀线卡板测量天平三刀吃离线状况，要注意不要损坏刀口。29.天平综合故障调修顺序 修理天平是有严格顺序要求的，否则会反复调修或前功尽弃。 对天平各性能的调修一定要互相兼顾，如在调整吃线或离线时，也要考虑不等臂误差。 调修的一般顺序为： 底板部、水准器、光学读数系统、翼翅板、跳针或带针、三刀平行、吃线或离线、不等臂、感量、零点、机械挂砝码装置。