任何一臺(tái)計(jì)量?jī)x器都具有其特有的計(jì)量性能,天平的計(jì)量性能包括穩(wěn)定性、正確性、靈敏度和不變性。
1.天平的穩(wěn)定性
天平橫梁在受到擾動(dòng)后,能自動(dòng)回到初始平衡位置的能力,稱為穩(wěn)定性。天平的穩(wěn)定性主要決定于橫梁重心的高低,重心在支點(diǎn)以下越遠(yuǎn),天平越穩(wěn)定,反之天平的穩(wěn)定性越差或根本不穩(wěn)定。
2.天平的正確性
天平的正確性是指橫梁兩臂具有正確固定的比例關(guān)系。等臂天平要求兩臂長(zhǎng)度相等,確切地說是兩長(zhǎng)度之差在一定的允差之內(nèi);不等臂天平則要求兩臂長(zhǎng)度符合設(shè)計(jì)規(guī)定的比例范圍。
等臂天平的正確性習(xí)慣上稱為橫梁的不等臂性。由于橫梁的不等臂性引起的稱量誤差叫不等臂性誤差。天平的正確性在檢定結(jié)果中不是以橫梁長(zhǎng)度之差表示,而是以天平全載時(shí)由于不等臂性表現(xiàn)出的稱量誤差表示。
天平的不等臂性誤差與兩臂長(zhǎng)度之差成正比,也和載荷成正比。
橫梁臂長(zhǎng)受溫度影響較大,例如黃銅橫梁兩臂溫差0.2℃時(shí),對(duì)100克重量引起的稱量誤差約為0.5毫克。
橫梁、刀盒螺絲的材料及制造、調(diào)整技術(shù)都能影響天平的不等臂性。有時(shí)一臺(tái)調(diào)整合格的天平經(jīng)過一段時(shí)間的使用,存放或運(yùn)輸后,不等臂性誤差超出規(guī)定,是否需要調(diào)整應(yīng)根據(jù)具體情況決定。如果使用中,稱量的重量很小,僅為天平最大載荷的幾分之一到幾十分之ー,則不等臂性誤差也縮小幾分之一到幾十分之一,對(duì)于一般的分析工作不致影響稱量的準(zhǔn)確度,可不必調(diào)整。
3.天平的靈敏度
計(jì)量?jī)x器靈敏度廣義的定義為,儀器指針的線位移或角位移與引起此位移的被測(cè)量值的變動(dòng)量之比。
等臂天平的靈敏度有時(shí)隨載荷而改變,天平的三個(gè)刀刃連線如果在一條直線上,其靈敏度不隨載荷改變而變化。如果邊刀高于三刀刃連線(壓線),天平載荷增加時(shí),靈敏度增高。一般天平在使用中,由于刀刃磨損或載荷后橫梁變形,邊刀低于三刀連線(離線),天平隨載荷增加靈敏度降低。
對(duì)于設(shè)計(jì)定型的天平,其靈敏度不能用提高橫梁重心的方法任意提高,因?yàn)殪`敏度與穩(wěn)定性是相互矛盾,相互制約的。任何一臺(tái)天平其靈敏度和穩(wěn)定性的乘積是一個(gè)常數(shù),應(yīng)將天平的靈敏度和穩(wěn)定性均調(diào)在最佳值。
4.天平的不變性
天平示值的不變性是指天平在同一個(gè)重量差的作用下,其各次的平衡位置的重現(xiàn)性。習(xí)慣上把這些平衡位置的差異叫做天平的示值變動(dòng)性。顯然,天平的示值變動(dòng)性反映了天平的不變性。天平的示值變動(dòng)性表示稱量結(jié)果的可靠程度。天平的變動(dòng)性和穩(wěn)定性之間雖有密切聯(lián)系,但不是同一個(gè)概念。穩(wěn)定性主要與橫梁的重心位置有關(guān)。重心位置過高時(shí),穩(wěn)定性減小,表現(xiàn)出變動(dòng)性過大。而天平的變動(dòng)性除與穩(wěn)定性有關(guān)外,還與天平的調(diào)整狀態(tài)(如三刀平行性、刀縫太小等)和環(huán)境因素(溫差、氣流、震動(dòng)等)有關(guān)。