天平的安裝環境

JJG1036-2008《電子（zǐ）天平檢定規（guī）程》規定，天平須安（ān）裝在潔淨（jìng）、無塵、無強氣流、無震動及無（wú）強（qiáng）電磁場的環境（jìng）中，天平室內溫度恒定。

高精度電子天平，安裝環境（jìng）必須嚴格按要求來選擇和布置（zhì）。實驗室需選擇在（zài）距離公路、鐵路等震（zhèn）源50米以外的地方，區間內沒有強（qiáng）電磁場。實驗室隻擁有一處出入口，不能共用或作為通道。天平不能靠（kào）近窗戶，因（yīn）為太陽照射產生的熱空氣對流會有（yǒu）很強（qiáng）的氣渦流，對天平的計量性（xìng）能將產生很大的影響。天平最佳的（de）安放位置應設在房屋牆（qiáng）角（jiǎo），結構堅固、震動最小。購置的（de）專業防震台，或搭建的操作台（tái）應使牆麵和（hé）實驗（yàn）台留有（yǒu）10cm的距離，減少環境的震動對天平造成的影響。采用移動（dòng）門，實驗室為恒溫恒濕（shī）實驗室，使用的空調和恒濕器，出（chū）風口不能直接對著天平，避免空氣流（liú）動影響（xiǎng）。選擇人工光線照明（míng），使（shǐ）用熒光燈，燈具不能離天平（píng）太近，防止熱輻射對（duì）天平的幹擾。

供電電源（yuán）應符（fú）合廠商標注的電壓和頻率，當供電電源在電壓範圍220V±10%，頻率範圍50Hz±2%出現波動時，天平應能保持固有的計量性能。

天平的預熱

新一代的高（gāo）精度電（diàn）子天平為減小熱噪聲（shēng）對傳感（gǎn）器的影響，更利於穩定與準確（què）地稱量，將主要（yào）發熱器件、變壓（yā）器移到天平的外部（bù），成為一個獨立部分，有利（lì）於天平的熱平衡。這類天（tiān）平通常都沒有類似普通電器的電（diàn）源開關（guān），天平通上電，顯示器上即使沒有顯示，天平也已處於預熱狀態，天平上的開關鍵隻是開關（guān）的顯示器。經常稱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，可以長期不斷電保持天平始終處於預熱狀態。

天平的水平

天（tiān）平的水平調節（jiē），也是保證稱量結果的（de）重要步驟。新一代高（gāo）精度（dù）電子天平都具有自動水平監測係統，天平傾斜時，顯（xiǎn）示提示，並自動調節水平，不需要（yào）觀察物理水泡，能可靠預防因（yīn）震（zhèn）動、觸碰、挪動等（děng）原因（yīn）造成的天平傾斜影響。

天平的水（shuǐ）平

天平預熱之後不適宜馬（mǎ）上投入使用，要進行一定的加載、卸載來運動天平。電磁力（lì）平衡式傳（chuán）感器中的彈性支承體由一定的簧片組成，通過簧片，傳感器進行力值傳遞。天平在平（píng）衡、失衡、再（zài）平衡之間（jiān），電磁力平衡地調（diào）整後，最終顯示（shì）出質量值。天平預熱中，傳感器的彈性支承體實際還（hái）是一直（zhí）處於休眠狀態，如果在這時使用天平，將會影響天（tiān）平加載和回零的效果，導致稱量值的不穩定。實踐中，實際分度值大於0.1mg，可以省略運動天平或減少加、卸（xiè）載次數，置零（líng）後（hòu）可直接（jiē）進行稱量。但對於實際分度（dù）值小於0.1 mg的（de）高（gāo）精（jīng）度（dù）電（diàn）子天平，則必須進行這一操作，否則得不到穩（wěn）定稱量結果。這類天平在停止工作超過30min後，重新稱量時，也需要進行少量的加、卸載天（tiān）平來運動天平。

天平（píng）的校準

天平的校準，是正確使用電子天平的重要一（yī）步。高精度電子天平采（cǎi）用電磁力平衡傳感器，采用電磁（cí）力與重（chóng）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，重力加速度（dù）的大小與天平所處的海拔高度相關。天平位置的變化引起海拔高度變化，是天（tiān）平校準原因。天平的校（xiào）準是通過空載和（hé）加載對（duì）應的標準砝碼，記錄下天平各點（diǎn）的（de）平衡電流值。稱量樣品時，運用空載和標準砝碼各點（diǎn）平（píng）衡電流（liú）值，通過（guò）校準技術，運算出稱量物的質（zhì）量。在不同的環境和條件下，天平表征平衡電流值是不相同的。理論上（shàng），工（gōng）作（zuò）中天平環境或者自（zì）身都是變化的。為保證平衡電流值能隨外部環境和自身的變化而改（gǎi）變，天（tiān）平必須嚴格實行日常校準（zhǔn）。高精度電子天平擁有高（gāo）靈敏度的特性，實（shí）際分度值極（jí）其微小，有0.01mg的，甚至更小，對環境或者（zhě）自身的變化極為敏感，所以（yǐ）高精度（dù）電（diàn）子天平的日常校準更為重要。校準的頻率，可根據環境變化（huà）和實際工（gōng）作來（lái）判定，比如工作實驗中需要長時間的大量重複稱量時，期間需要再次校準天平。

新（xīn）一代高精度電子天平都設計了（le）自（zì）校功（gōng）能，並且天平可以感知外部溫濕度發生變化，或長時間使用後自動進行校準，以確保每一次（cì）稱量的準確性。做好校準工作，才能保證電子天平的（de）正（zhèng）常工作。

天平的稱量

樣品在天（tiān）平內稱量時，容易受到環境（jìng）的影響，震動、氣流、溫度、濕（shī）度、靜電、磁性及樣品的自身（shēn）變化，這些因素都會使稱量結果（guǒ）發生偏差。稱量中應盡量縮短樣品的稱（chēng）量時間，同一個實驗，應選擇同一台天平，這樣（yàng）可減少天平引入的係統誤差（chà）和隨機誤差。這是高精度電子天平稱量（liàng）使（shǐ）用的一個總的原則。

1.樣品和容器的溫（wēn）度（dù） 

稱量時，必須（xū）保持（chí）樣品和容（róng）器與稱（chēng）量室（shì）具有相同的溫度；溫度不相同時，稱量室內會產生上下擾動氣流；高精度電子天（tiān）平使用時，極易引起示值（zhí）的漂移，或者錯誤的稱量結果（guǒ）。實驗員不能直接用手觸（chù）摸容器，應使用較長的鑷子或（huò）樣品勺夾取容器，工具（jù）應避免長時間在稱量室內活動，引起稱量室溫度的變化。因此，每（měi）次（cì）稱量時，所（suǒ）有樣品和工具都需要（yào）在（zài）恒溫恒濕的實（shí）驗室（shì），放置（4~5）h。實驗證明，樣品（pǐn）的溫度比稱量室低時，稱（chēng）量的值比實（shí）際值大，反之稱量的值比實（shí）際值小。

2.樣品的吸濕性（xìng）或揮發性

稱（chēng）量有吸濕性的樣品和揮發性的樣品時, 應該減少稱量時間，否則天平顯示值會逐漸（jiàn）變大或者變小。為稱量好這（zhè）類樣品，要選擇（zé）合適的容器，如選擇有蓋子的容器，以減少樣品的（de）吸濕或揮發。

3.樣品（pǐn）和容器的靜電現象

使用（yòng）萬分之一及（jí）以上高精確度天平稱量粉末狀樣品時，會發現天平顯（xiǎn）示值（zhí）比較（jiào）難穩定，顯示值會有規律地增加或（huò）者減少，這就是靜電引起的。靜（jìng）電是由粉末或顆粒狀樣品與（yǔ）絕緣容器摩擦而產生的，沒有好的泄放路徑，這些靜電就不能（néng）消除或者至少需要幾（jǐ）小時才能緩慢地消除。稱（chēng）量中，這些靜電會對天平產生一個除樣品重量以外的作用力，這（zhè）個作用力不穩定地存（cún）在，導致測量值重複性差。消（xiāo）除或（huò）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，也可以購買外置的（de）離（lí）子風機或（huò）去靜（jìng）電筆。

4.樣品的磁性

各種（zhǒng）高精（jīng）度電子天（tiān）平稱量帶（dài）磁性的物體時都（dōu）比較複雜，這些稱量的物體一靠近秤盤，天平殼體就產生磁力，難以精確稱（chēng）量。如在稱量鐵精粉中，鐵精粉就極易與稱量盤相互吸引，天平誤認為是加載（zǎi），影響了電（diàn）磁力平衡，對稱量結果產生一定的影響。解（jiě）決（jué）這個問（wèn）題最直接的方法就是加大樣品與稱量盤之間的（de）距離（lí），降低磁力對樣品的影響。可將樣品放置在非磁性高的（de）玻（bō）璃量杯或非磁力的支架上（shàng），加大與稱量盤的距離。條件允許下，可以對樣品（pǐn）進行去（qù）磁，還可以將樣（yàng）品放在導磁良好的合金容器內，讓其磁力線沿合金容器內壁形成自封閉，減少磁力的影響（xiǎng）。

5.空氣（qì）浮力幹（gàn）擾

根據阿基米德定理，樣品的比重越低（dī），體積越大，稱量結果的（de）誤差就會越大。消除方法為試樣稱量完畢後，減（jiǎn）去空（kōng）氣的重量。排除空氣的重量＝被稱試樣的體積×空氣（qì）的重量（20℃，約1.2mg/m3）。進（jìn）行精確（què）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、環境溫度和濕度相關。