天平的安裝環(huán)境

JJG1036-2008《電子天平檢定規程》規定，天平須安裝在潔凈、無(wú)塵、無(wú)強氣流、無(wú)震動(dòng)及無(wú)強電磁場(chǎng)的環(huán)境中，天平室內溫度恒定。

高精度電子天平，安裝環(huán)境必須嚴格按要求來(lái)選擇和布置。實(shí)驗室需選擇在距離公路、鐵路等震源50米以外的地方，區間內沒(méi)有強電磁場(chǎng)。實(shí)驗室只擁有一處出入口，不能共用或作為通道。天平不能靠近窗戶(hù)，因為太陽(yáng)照射產(chǎn)生的熱空氣對流會(huì )有很強的氣渦流，對天平的計量性能將產(chǎn)生很大的影響。天平最佳的安放位置應設在房屋墻角，結構堅固、震動(dòng)最小。購置的專(zhuān)業(yè)防震臺，或搭建的操作臺應使墻面和實(shí)驗臺留有10cm的距離，減少環(huán)境的震動(dòng)對天平造成的影響。采用移動(dòng)門(mén)，實(shí)驗室為恒溫恒濕實(shí)驗室，使用的空調和恒濕器，出風(fēng)口不能直接對著(zhù)天平，避免空氣流動(dòng)影響。選擇人工光線(xiàn)照明，使用熒光燈，燈具不能離天平太近，防止熱輻射對天平的干擾。

供電電源應符合廠(chǎng)商標注的電壓和頻率，當供電電源在電壓范圍220V±10%，頻率范圍50Hz±2%出現波動(dòng)時(shí)，天平應能保持固有的計量性能。

天平的預熱

新一代的高精度電子天平為減小熱噪聲對傳感器的影響，更利于穩定與準確地稱(chēng)量，將主要發(fā)熱器件、變壓器移到天平的外部，成為一個(gè)獨立部分，有利于天平的熱平衡。這類(lèi)天平通常都沒(méi)有類(lèi)似普通電器的電源開(kāi)關(guān)，天平通上電，顯示器上即使沒(méi)有顯示，天平也已處于預熱狀態(tài)，天平上的開(kāi)關(guān)鍵只是開(kāi)關(guān)的顯示器。經(jīng)常稱(chēng)量的天平不必拔掉電源，尤其是微量和超微量天平，在條件許可的情況下，可以長(cháng)期不斷電保持天平始終處于預熱狀態(tài)。

天平的水平

天平的水平調節，也是保證稱(chēng)量結果的重要步驟。新一代高精度電子天平都具有自動(dòng)水平監測系統，天平傾斜時(shí)，顯示提示，并自動(dòng)調節水平，不需要觀(guān)察物理水泡，能可靠預防因震動(dòng)、觸碰、挪動(dòng)等原因造成的天平傾斜影響。

天平的水平

天平預熱之后不適宜馬上投入使用，要進(jìn)行一定的加載、卸載來(lái)運動(dòng)天平。電磁力平衡式傳感器中的彈性支承體由一定的簧片組成，通過(guò)簧片，傳感器進(jìn)行力值傳遞。天平在平衡、失衡、再平衡之間，電磁力平衡地調整后，最終顯示出質(zhì)量值。天平預熱中，傳感器的彈性支承體實(shí)際還是一直處于休眠狀態(tài)，如果在這時(shí)使用天平，將會(huì )影響天平加載和回零的效果，導致稱(chēng)量值的不穩定。實(shí)踐中，實(shí)際分度值大于0.1mg，可以省略運動(dòng)天平或減少加、卸載次數，置零后可直接進(jìn)行稱(chēng)量。但對于實(shí)際分度值小于0.1 mg的高精度電子天平，則必須進(jìn)行這一操作，否則得不到穩定稱(chēng)量結果。這類(lèi)天平在停止工作超過(guò)30min后，重新稱(chēng)量時(shí)，也需要進(jìn)行少量的加、卸載天平來(lái)運動(dòng)天平。

天平的校準

天平的校準，是正確使用電子天平的重要一步。高精度電子天平采用電磁力平衡傳感器，采用電磁力與重力相平衡原理來(lái)測量物體質(zhì)量，測量結果與重力加速度相關(guān)，重力加速度的大小與天平所處的海拔高度相關(guān)。天平位置的變化引起海拔高度變化，是天平校準原因。天平的校準是通過(guò)空載和加載對應的標準砝碼，記錄下天平各點(diǎn)的平衡電流值。稱(chēng)量樣品時(shí)，運用空載和標準砝碼各點(diǎn)平衡電流值，通過(guò)校準技術(shù)，運算出稱(chēng)量物的質(zhì)量。在不同的環(huán)境和條件下，天平表征平衡電流值是不相同的。理論上，工作中天平環(huán)境或者自身都是變化的。為保證平衡電流值能隨外部環(huán)境和自身的變化而改變，天平必須嚴格實(shí)行日常校準。高精度電子天平擁有高靈敏度的特性，實(shí)際分度值極其微小，有0.01mg的，甚至更小，對環(huán)境或者自身的變化極為敏感，所以高精度電子天平的日常校準更為重要。校準的頻率，可根據環(huán)境變化和實(shí)際工作來(lái)判定，比如工作實(shí)驗中需要長(cháng)時(shí)間的大量重復稱(chēng)量時(shí)，期間需要再次校準天平。

新一代高精度電子天平都設計了自校功能，并且天平可以感知外部溫濕度發(fā)生變化，或長(cháng)時(shí)間使用后自動(dòng)進(jìn)行校準，以確保每一次稱(chēng)量的準確性。做好校準工作，才能保證電子天平的正常工作。

天平的稱(chēng)量

樣品在天平內稱(chēng)量時(shí)，容易受到環(huán)境的影響，震動(dòng)、氣流、溫度、濕度、靜電、磁性及樣品的自身變化，這些因素都會(huì )使稱(chēng)量結果發(fā)生偏差。稱(chēng)量中應盡量縮短樣品的稱(chēng)量時(shí)間，同一個(gè)實(shí)驗，應選擇同一臺天平，這樣可減少天平引入的系統誤差和隨機誤差。這是高精度電子天平稱(chēng)量使用的一個(gè)總的原則。

1.樣品和容器的溫度 

稱(chēng)量時(shí)，必須保持樣品和容器與稱(chēng)量室具有相同的溫度；溫度不相同時(shí)，稱(chēng)量室內會(huì )產(chǎn)生上下擾動(dòng)氣流；高精度電子天平使用時(shí)，極易引起示值的漂移，或者錯誤的稱(chēng)量結果。實(shí)驗員不能直接用手觸摸容器，應使用較長(cháng)的鑷子或樣品勺夾取容器，工具應避免長(cháng)時(shí)間在稱(chēng)量室內活動(dòng)，引起稱(chēng)量室溫度的變化。因此，每次稱(chēng)量時(shí)，所有樣品和工具都需要在恒溫恒濕的實(shí)驗室，放置（4~5）h。實(shí)驗證明，樣品的溫度比稱(chēng)量室低時(shí)，稱(chēng)量的值比實(shí)際值大，反之稱(chēng)量的值比實(shí)際值小。

2.樣品的吸濕性或揮發(fā)性

稱(chēng)量有吸濕性的樣品和揮發(fā)性的樣品時(shí), 應該減少稱(chēng)量時(shí)間，否則天平顯示值會(huì )逐漸變大或者變小。為稱(chēng)量好這類(lèi)樣品，要選擇合適的容器，如選擇有蓋子的容器，以減少樣品的吸濕或揮發(fā)。

3.樣品和容器的靜電現象

使用萬(wàn)分之一及以上高精確度天平稱(chēng)量粉末狀樣品時(shí)，會(huì )發(fā)現天平顯示值比較難穩定，顯示值會(huì )有規律地增加或者減少，這就是靜電引起的。靜電是由粉末或顆粒狀樣品與絕緣容器摩擦而產(chǎn)生的，沒(méi)有好的泄放路徑，這些靜電就不能消除或者至少需要幾小時(shí)才能緩慢地消除。稱(chēng)量中，這些靜電會(huì )對天平產(chǎn)生一個(gè)除樣品重量以外的作用力，這個(gè)作用力不穩定地存在，導致測量值重復性差。消除或減小靜電的方法，需要保證電源插座的接地端與大地有良好接地，也可以購買(mǎi)外置的離子風(fēng)機或去靜電筆。

4.樣品的磁性

各種高精度電子天平稱(chēng)量帶磁性的物體時(shí)都比較復雜，這些稱(chēng)量的物體一靠近秤盤(pán)，天平殼體就產(chǎn)生磁力，難以精確稱(chēng)量。如在稱(chēng)量鐵精粉中，鐵精粉就極易與稱(chēng)量盤(pán)相互吸引，天平誤認為是加載，影響了電磁力平衡，對稱(chēng)量結果產(chǎn)生一定的影響。解決這個(gè)問(wèn)題最直接的方法就是加大樣品與稱(chēng)量盤(pán)之間的距離，降低磁力對樣品的影響?？蓪悠贩胖迷诜谴判愿叩牟ＡЯ勘蚍谴帕Φ闹Ъ苌?，加大與稱(chēng)量盤(pán)的距離。條件允許下，可以對樣品進(jìn)行去磁，還可以將樣品放在導磁良好的合金容器內，讓其磁力線(xiàn)沿合金容器內壁形成自封閉，減少磁力的影響。

5.空氣浮力干擾

根據阿基米德定理，樣品的比重越低，體積越大，稱(chēng)量結果的誤差就會(huì )越大。消除方法為試樣稱(chēng)量完畢后，減去空氣的重量。排除空氣的重量＝被稱(chēng)試樣的體積×空氣的重量（20℃，約1.2mg/m3）。進(jìn)行精確稱(chēng)量時(shí)，須精確測定空氣的密度，空氣的密度與大氣壓力、環(huán)境溫度和濕度相關(guān)。