替代法称量在半自动电光天平中的应用

　　分析电光天平是分析化学定量分析实验中最重要的仪器之一,称量数据的准确度直接关系到分析结果的可靠性。称量的准确度,即称量误差的大小,一方 面取决于操作人员的技术素质和采用的称量方法,另一方面取决于仪器本身存在的误差(允差)。前者产生的误差可以通过对操作人员进行技术培训,提高他们称量 的熟练度,也可以采用合理的称量方法得到控制。而后者产生的误差不易控制。本文将单盘电光天平称量原理应用到半自动电光天平称量中,采用合理的称量方法, 消除仪器本身存在的误差,提高了天平称量的准确度。

　　1 半自动电光天平的结构、称量特点

　　半自动电光天平是等臂天平,要求两臂完全相等。称量时左盘放称量物, 右盘放砝码。轻轻旋转开关,当天平平衡时,称量物的质量等于砝码质量 + 指数盘读数+ 光标读数。但是在使用中由于各刀及刀盒的紧固螺丝松动或刀子的固定螺丝材质不同或两臂受热不均等因素可使两臂不完全相等,给称量带来误差。

　　例如,一台分析天平称量为 200g,分度值为 0.1mg,臂长为70mm,当空称a=0(a 为两边刀连线与水平线夹角),两臂差为 0.001mm时,则全称误差为△ P=P(△ L/L)=200(0.001/70)=2.86103g

　　可见,两臂之差为 0.001mm 时,所造成的误差为28个分度之多。所以《天平检定规程》JJG98 — 72 规定。

　　①当被称物(S)≥最大载荷 P 的 1/4 而<1/2P 时,读数应加臂差(Y)的 1/3。

　　②当被称物(S)≥最大载荷 P 的 1/2 而

　　③当被称物(S)等于 P 时,读数应加臂差(Y)的实际值。

　　上述规定在使用中较麻烦,常常被使用者忽略。国家计量部门规定,半自动电光天平标牌读数允差为±0.1mg(即为±1分度)。但是,在使用中要 求普通微分标牌天平的分度值Sp-So ≤± 2,横梁不等臂误差为Y ≤ 9 分度。可见远超过± 1 分度。另外,半自动电光天平长期使用后, 三个刀子不严格在同一水平面上,或处于吃线状态或处于离线状态,这时天平的灵敏度就会随称量的质量不同而有所变化, 给称量带来误差。

　　2 单盘电光天平的结构、称量特点

　　单盘电光天平是不等臂天平,横梁上有两把刀子,短臂上装承重刀,在承重刀上悬挂有砝码和称盘,横梁的另一端装有空气阻尼片和平衡砣,使横梁在任 何时候都保持全称状态,并在末端设有光学微分标牌。当天平空称时,砝码全部挂在砝码架上,称量时盘上放被称物体,为使横梁保持平衡,必须旋转机械减码机构 减去与被称物体相等的砝码,减去的砝码值可以用计数器表示出来,被称物体的质量等于计数器表示的质量加上投影屏上显示的质量值。其称量特点, 一是无论被称量物体质量如何变化,天平的灵敏度始终保持不变;二是被称物体和标准砝码放置在同一臂的承重刀上,相当于替代法称量,不存在不等臂误差(臂 差)。