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一 分析天平
(2017/07/18 14:45:12)

一 分析天平
 

分析天平是一种精密的称量仪器。分析天平的种类很多,根据其结构不同,可分为摇摆天平、阻尼天平、电光天平和电子天平等。

1电子天平是天平中新发展的一种天平,其外观如图1所示。电子天平称量快速、简便。称量前,先藉零点调节器将天平调到恰好显示在零的位置,此时数字显示器即0.0000”字样。当把物体放到称量盘上后,几乎立即就能在数字显示器上显示出其质量。因其价格昂贵,目前尚未能在实验室中普遍使用。

2电光天平是常用的一种分析天平,有半机械加码和全机械加码两种。现就其结构和使用方法介绍如下。

A.电光天平的构造

(1)半机械加码电光天平的构造如图2所示。主要部件有:

天平梁(参见图3) 天平梁是天平的主要部件。梁上有三把三棱形的玛瑙刀,其中一把装在横梁中央,刀口朝下,放在玛瑙平板的刀承上,是天平的支点;两端的玛瑙刀口向上,与蹬的玛瑙平板接触,用来悬挂天平盘。三把刀口的棱边必须完全平行,并位于一个水平面上,玛瑙刀口的锋刃锋利程度决定分析天平的灵敏度,直接影响称量的精密度,因而使用时保护刀口是十分重要的。天平不用时,通过升降可托住天平梁,使玛瑙刀口与玛瑙平板脱开,以保护玛瑙刀口免受磨损。

天平梁的两边装有两个平衡调节螺丝,用来调整梁的平衡位置(即零点)

升降 它是控制天平的工作状态或休止状态的旋钮,也是天平的电源开关。开启升降即接电源,同时托叶和盘托下降,天平和天平盘可以自由摆动;关上升降即切断电源,天平梁和天平盘分别被托叶和盘托托住。

指针 指针固定在天平梁的中央。当天平梁摆动时,指针随之摆动,指针下端装有缩微标尺(参见图4),通过光学投影装置在投影屏上显示出标尺的位置(参见图5),从而可确定天平梁的平衡位置。

光学投影装置 它是通过光学系统放大缩微标尺的装置(参见图4),接通电源时,位于天平后侧的光源产生的光,透过指针下端的缩微标尺,经过光学放大,投影到位于天平前沿的投影屏上。在投影屏上能读出0.110mg范围内的数值(5所示为0.8mg。对于一般分析天平,对0.1mg以下的质量不作估读)。投影屏下方还设有微动调节杆,便于进行零点微调。

天平盘 半机械加码电光天平有两个天平盘:左盘上放物体,右盘上放砝码。

空气阻尼器 它由两个内外互相罩合而不相接触的铝盒组成。两个外盒分别固定在天平柱两侧,内盒倒悬挂于蹬的悬钩上。当天平梁摆动时,由于两盒受到空气的阻尼作用而使天平梁很快停止摆动。

砝码与环码 半机械加码电光天平配有一套专用砝码,放在砝码盒内。最大质量为100g,最小为1g;对于1g以下的质量,则使用金属丝(如镍铬合金丝)做的环码。在天平的右上角有一组机械加码指数盘(参见图6)。转动此指数盘可在10—990mg范围内调节加在天平梁上环码的质量,其中大盘可调节的范围是100—900mg,小盘可调节的范围是10—90mg。指数盘水平位置所示的读数即为所加环码的质量(如图6所示为230mg)

天平框罩 它是为防止外界有害物质对天平的侵蚀以及空气流动对称量的影响而设的。天平框罩有三个门:左边和右边两侧的门供取放物体和砝码用,中间的门供安装维修用(此门学生不得随意开启)。称量时必须将这三个门都关闭。

(2)全机械加码电光天平的构造与半机械加码电光天平的构造基本相同,但前者不用砝码,全部使用环码。这种天平的机械加码装置在天平的左侧,有三个加码指数盘,可分别将1090gl9g10990mg质量范围内的环码加到天平梁上,所有质量可从加码指数盘上直接读出。而在天平的右侧有一天平盘,供放物体用(参见图7)

B.电光天平的使用方法

电光天平是较精密的仪器,操作时要细心、认真。现以半机械加码电光天平为例说明之。称量前应检查天平的安装是否正常,位置是否水平(一般已调好,学生不要随意调整),砝码是否齐全,环码有无跳落,机械加码装置是否指示“0.00”的位置,蹬有否脱落。一切正常后,用小毛刷清扫天平盘,按下列步骤进行称量。

(1)零点的调整 天平载重时的平衡点称为零点。调整零点时,首先接通电源,然后慢慢地开启升降(应完全开启旋钮),光源即被接通,此时在投影屏上可以看到缩微标尺的投影在移动。待投影稳定后,投影屏上的刻线和标尺上的零点应恰好重合。若不重合,且偏差不大时,可用投影屏下方的微动调节杆进行调整;偏差较大时,则用天平梁上两端的平衡调节螺丝进行调节,直至投影屏上的刻线与标尺上的零点重合为止。调好零点后,关闭升降,休止天平,然后重新开启升降,重复上述步骤,再测一次零点。若有偏差,应重新调整。

(2)物体的称量

(a)预称量 为了缩短称量时间并保护分析天平,应将待称物体先在台式天平上粗略称出它的质量。若物体的质量超出分析天平称量范围,则不能在分析天平上称量。

(b)物体称量 先打开天平左边侧门,将待测物体轻轻地放在电光天平左侧的天平盘中央;再打开天平右边侧门,根据预称物体的质量,将所需的砝码放在右侧的天平盘中央,关好天平两边侧门。然后缓慢开启升降,观察投影屏上缩微标尺(即指针)偏移方向。如果缩微标尺向右移动,使投影屏上刻线的位置在缩微标尺0”左侧(即指针偏向左例),表示所加砝码(或环码)比物体的重,应减少砝码(或环码);反之,则应再加砝码(或环码)。在使用砝码或环码时应从大到小试称,同时在加、减法码或环码时应关好升降,休止天平。

在称量过程中,为了防止两天平盘上质量相差过大,天平过分倾斜,而使蹬脱落及损坏玛瑙刀口,手应始终不离开升降旋钮,并及时休止天平。

(c)停点测定 天平载重时的平衡点称为停点。

在使天平两盘基本平衡后,不再增减砝码(或环码),将天平门全部关好,然后完全开启升降,投影屏上的标尺投影稳定后,此时的平衡点即为停点。从投影屏上读出并记录此数值,并好升降。重新开启升降,进行第二次测定。两次测定值相差不应超过0.1mg。称完后立即休止天平。

(d)记录与天平复原 称量完毕后,取出称量物体,记下砝码和环码质量。取出砝码并放回砝码盒内,使环码指数盘恢复0.000”位置。与此同时校对记下的数据。通过下式,算出物体的质量(g为单位时,应准确至小数后第四位)

物体质量(g)=砝码质量(g)+环码质量(g)+投影屏读数(g)

C.电光天平使用规则

(1)使用分析天平时,要认真、细心。一切操作必须轻拿轻放,轻开轻关

(2)不要任意移动天平位置;如果天平发生故障,应立即报告指导教师。

(3)取放物体或加、减砝码或环码时,必须先休止天平。绝对不允许在天平摆动时取放物体或加减法码、环码。要用镊子取放砝码,切不能用手拿取。在使用环码指数盘时,一定要轻轻地逐档转动,以免损坏机械加码装置或导致环码掉落

(4)称量时,为避免发生超载和在天平上更快地称量,可在天平称量之前先在台式天平上预称。样品质量绝不超过天平的最大载重量。不允许在天平上称热的或有腐蚀性的物体。不可将药品直接放在天平盘上称量。在称量过程中,必须在天平门完全关上后,再开启升降进行称量。同一个实验的多次称量必须使用同一架天平、同一盒砝码。

(5)称量完毕后,应检查天平是否休止,砝码和环码是否恢复原位,用小毛刷清扫天平盘和天平底座,关上天平门,罩好天平罩,切断电源。登记使用天平情况,经教师检查、签字后方可离开。

 

 

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