文档介绍：实验 1 天平的称量练****br/>一、实验目的
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二、天平的构造及工作原理
(一)托盘天平
托盘天平是实验室粗称药品和物品不可缺少的称量仪器,其最大称量(最小准称量)为1000g(lg)、500g()、200g()、100g()。
托盘天平构造如图3—1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情况,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)。
图3—1 托盘天平
由天平构造显而易见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。
(二)分析天平
分析天平是指具有较高灵敏度、最大称量量在200g以下的精密天平。常见的一类精密天平是无光学读数装置的空气阻尼天平,也称普通标牌天平;另一类是具有光学读数装置的等臂、不等臂电光天平,也称为微分标牌天平。其称量加砝码方式又分为全自动机械加码和半自动机械加码两种。现以实验室常用的半自动机械加码等臂天平为例,介绍分析天平的原理、结构和使用方法。
半自动机械加码天平是根据杠杆原理设计制造的。
表3—1 天平的精度与级别
等臂半自动机械加码电光天平是实验室常用天平。图3—2是它的正面图,其主要部件如下:
我国通常以天平的标牌分度值(或称名义分度值)与其最大载荷之比值划分天平的精度(标牌分度值与最大载荷之比)等级。共分为十级,见表3—1。
图3—2 精密天平结构示意图
1—横梁;2—平衡螺丝;3—吊耳;4—指针;5—支点刀;6—框罩;7—环码;8—加码指数盘;9—支柱;10—托叶;11—阻尼筒;12—光屏;13—托盘;14—盘托;15—水平调整脚;16—减震脚垫;17—升降钮
(1)横梁由铝合金制成,梁上装有三块三棱形玛瑙刀,其中一块在梁中间,刀口向下,称支点刀。在梁两边,距支点刀等距离处各装一块,刀口向上,称承重刀。三刀口须处同一水平线上。梁两边对称孔内各装有调节天平平衡用螺母一个。梁中部(或上部)有重心螺母一个,用于调节天平重心。
(2)立柱空心立柱是横梁的起落架。柱顶嵌有玛瑙平板一块,配合横梁支点刀形成杠杆支点,柱上装有可升降的托梁架,天平不用时托起天平梁,使三刀口脱离接触。
(3)悬挂系统
①吊耳: 吊耳位于天平梁两端,其下面中心处嵌有玛瑙平板。称量时,该平板与横梁两侧承重刀接触。悬吊起称盘。圈码承重片附加于右侧吊耳之上。
②秤盘: 供放置砝码或称量物用,称量时悬挂于吊耳钩上,不称量时由盘托托起。
③阻尼器: 由内、外筒组成,外筒固定于支架上,内筒悬挂于吊耳钩上,置于外筒之中。天平开启时,内筒与吊耳、秤盘同步移动。由于两筒内空气阻尼作用,使天平很快达平衡状态。
(4)天平升降枢是天平的制动系统,位于天平台下中部,与托梁架、盘托和光路电源相连接,由天平启动旋钮控制调节。顺时针开启时,托梁下降,三刀口与相应平板接触,光电源接通,天平处工作状态。反之天平处于停运行状态。
(5)光学读数系统横梁的指针下端装有缩微标尺,工作时,光源通过光学系统将此缩微标尺放大,再反射投影于光屏上。若标尺投影零刻度线与光屏上中垂线重合,则天平处平衡位置。
(6)自动加码装置半自动天平的此装置一般位于天平之右上部,转动加码指数盘,即可直接向天平梁上加10~990mg的圈码。
(7)天平箱天平箱用于保护天平不受环境条件影响。箱两侧玻璃拉门,供取放砝码和称量物质用。箱底部有三只支承脚,前边两脚可调动,供调节天平水平用,天平立柱上端固定有水平泡一只,供观察天平的水平状态。
(8)砝码半自动天平配备有一盒砝码。砝码是衡量质量的标准,应定期检查标定。
(1)灵敏度天平的灵敏度(E)通常是指在天平一盘中增加单位质量(1mg)时,天平指针的偏移程度,常以分度/毫克表示。显然偏移程度愈大,天平愈灵敏。
影响天平灵敏度的因素很多,首先是天平三个玛瑙刀口的锐利程度;其次天平梁的重量W,梁的重心位置,天平臂的长度L,以及天平的负载状态都影响到天平的灵敏度。
天平臂愈长,天平梁愈轻,其重心愈高则天平愈灵敏。在天平一定的条件下,可通过调节重心螺母位置,改变天平灵敏度。但应注意,过高的调节重心,会引起天平臂摆动难以静止,反而降低了天平的稳定性。一般常量电光天平的灵敏度应为10分度/毫克,或分度值S=。
也有用天平感量(S)来表示天平灵敏度的,即天平指针移动一个分度相当的质量数,也称分度值。它与E的关系为:
(2)示值变动性示值变动性(ΔL)的大小反映了天平的稳定性,也代表着