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不等臂單盤天平


銅臭 / 2022-07-01

   單盤天平是指不等臂單盤天平,也叫雙刀單盤天平,具有全部機械減碼裝置及光學讀數(shù)機構。它比雙盤天平性能優(yōu)越,具有感量恒定、無不等臂性誤差,稱量速度快等特點,在國外已經(jīng)取代了等臂天平,在國內也逐步為廠礦企業(yè)、科研單位所采用,發(fā)展的趨勢必將取代雙盤天平。

一、單盤天平的稱量原理與特點
  單盤天平只有兩個刀子,一個是支點刀,一個是承重刀。砝碼和被稱物在同一個懸掛系統(tǒng)中,在稱量時加上被稱物體,減去懸掛系統(tǒng)上的砝碼,使橫梁始終保持全載平衡狀態(tài)。即用放置在秤盤上的被稱物替代懸掛系統(tǒng)中的砝碼,使橫梁保持原有的平衡位置,所減去的砝碼的質量等于被稱物的質量。這就是替代法稱量的原理。
  單盤天平稱量原理見圖2-16。
  由圖2-16得出,被稱物質量M等于減去的砝碼質量B。
  單盤天平具有以下特點:

  (1)感量恒定 從以上稱量原理得知,在稱量全過程中,被稱物的質量等于懸掛系統(tǒng)中減去的砝碼的質量,懸掛系統(tǒng)的總重量不隨被稱物質量的不同而改變,因此,在稱量范圍內,單盤天平的感量是恒定的。
  (2)不存在不等臂性誤差不等臂性誤差 是指雙盤天平由于兩個承重刀對支點刀的距離不可能調整到絕對相等所產(chǎn)生的稱量誤差。在單盤天平上,被稱物寫砝碼在同一臂上,臂長是一個,因此不存在不等臂誤差。
  (3)操作簡便,稱量速度快目前要求機械式天平向提高稱量的準確度和稱量速度發(fā)展,單盤天平的結構特點能適合這兩點要求。有“半開”機構的天平可以免去每次調整砝碼必須關閉天平的麻煩;附加“預稱”機構可以大大縮短稱量時間;有“去皮”機構的天平可直接得出物品凈重。此外,單盤天平的維護保養(yǎng)也比較方便。
二、單盤天平的構造
  我們以DT-100型 單盤天平(北京光學儀器廠生產(chǎn))為例,介紹單盤天平的構造、安裝和使用方法。天平結構見圖2-17。
  單盤天平的構造可分為外框部分、起升部分、橫梁部分、懸掛系統(tǒng)、光學讀數(shù)系統(tǒng)、機械減碼裝置六個部分。
1.外框部分
  在底板部分安裝其它各部件,底板下面有電源變壓器、電源轉換開關、停動軸、減碼裝置、調零裝置及微讀機構。天平各操作手鈕位置見圖2-18。停動手鈕左右兩邊各一個,控制同一個停動軸,左右手都可開關天平。秤盤在中央,左右都有玻璃推門,供取放被稱物用。
  天平罩起隔氣流、防塵、保持天平溫度穩(wěn)定的作用。天平 頂蓋可向上舉起而打開,上有 隔開的小室及散熱孔,可防止因燈泡發(fā)熱引起橫梁溫度變化。
  天平底板下有三個腳,前面兩個可調節(jié)。水準器位于底板前面。

2.起升部分
  起升部分的作用是支撐橫梁和懸掛系統(tǒng),實現(xiàn)天平的開關動作。停動手鈕向操作者方向轉90。,天平全開,橫梁可在0~100分度范圍內自由擺動,停動手鈕向后轉30°,橫梁可在一個很小的范圍內(10~15分度) 擺動,這種狀態(tài)稱為“半開”。天平。半開”時轉動減碼手鈕進行減碼操作,不會使天平刀子受損傷。

3.橫梁部分
  橫梁的構造見圖2-19。

  橫梁由硬鋁合金制成,支點刀和承重刀由人造自寶石制成,硬度和壽命均比天然瑪瑙好,橫梁尾部是標尺。配重鉈主要起橫梁平衡作用。配重鉈上有阻尼片。橫梁上垂直方向的螺絲是感量鉈,水平方向的螺絲是平衡鉈。平衡鉈用于調節(jié)天平的零點,感量鉈是調整感量用的。
4.懸掛系統(tǒng)
  懸掛系統(tǒng)由承重板(下有承重刀墊)、砝碼架、稱盤組成。砝碼架的槽中可放置16個圓柱形的砝碼,組合成99.9克范圍內任意質量。砝碼為整體結構以保證其質量穩(wěn)定。
5.光學讀數(shù)系統(tǒng)
  光學讀數(shù)系統(tǒng)是將微分標牌進行放大以便讀數(shù)的機構。光 路示意圖見圖2 -20。

  燈泡1發(fā)出的光經(jīng)聚光鏡2聚焦在天平橫梁一端的微分標尺3上,標尺讀數(shù)經(jīng)放大鏡4放大68倍左右,再經(jīng)直角棱鏡5-次反射,五角棱鏡6二次反射,經(jīng)調零反射鏡7、微讀反射鏡8反射成象于投影屏9上。
  轉動調零手鈕可改變調零反射鏡的角度,在6分度以內調整零點,如超過此范圍,調整平衡鉈以調整零點。
  通過調零微讀手鈕改變微讀鏡的角度可以讀出標尺上1分度(代表1毫克)的十分之一的數(shù)值,即微讀輪轉0~10分度相應于投影屏上標尺的1個分度。
6.機械減碼裝置
  由減碼手鈕控制三組不同幾何形狀的凸輪,凸輪傳動使減碼桿起落,托起砝碼實現(xiàn)減碼動作。同時在讀數(shù)窗口示出減去的法碼的質量。

三、單盤天平的安裝
  單盤天平的安裝有一些與雙盤天平有共同的要求,如對天平室和天平臺的要求、天平的清潔方法、注意保護瑪瑙刀口等。但安裝單盤天平還有其本身的特點,要注意掌握。
  在拆開天平包裝箱后,動手拆去包裝材料以前,特別強調應先仔細閱讀說明書。該拆去的填墊、固定材料都要拆去、取出,不該拆、不該動的螺釘切記不要動。有時拆錯一個關鍵部位,天平就必須重新調整才能正常使用。
  單盤天平安裝步驟如下:
  (1)清潔天平,用麂皮擦天平各部件,用麂皮或脫脂棉南丙酮或乙醚酒精混合液擦所有瑪瑙部件,各部件上不得粘掛纖維物質。擦去每一個砝碼上的灰塵。可取下砝碼限位固定器,用方頭鑷子逐個夾取砝碼擦拭。
  (2)逐個安裝天平的腳墊,調整水平,調好后擰緊鎖緊螺母。
  (3)接通電源,將電源轉換開關向上扳,此時由停動手鈕控制微動開關,開啟天平時燈亮,關閉天平時燈滅。如向下開,可使燈常亮,燈常亮的狀態(tài)僅供調整、檢修天平時用,因為燈常亮時,燈泡的熱量可能使橫梁單臂受熱,引起讀數(shù)不穩(wěn)。投影屏上的光應均勻、滿窗明亮,如光不滿窗,可調整燈泡位置,將燈座的兩個調整螺母松開,上下左右移動燈座,使光均勻明亮,然后緊固。如光不明亮,可能是聚光不好,可松開固定聚光管的螺釘,前后移動聚光管然后緊固螺釘。
  (4)安裝承重板及懸掛系統(tǒng)。先在承重支銷上按左“.”右“..”標記放好承重板,再開啟天平,把懸掛系統(tǒng)的兩個起升支承釘安放在承重板的兩個瑪瑙支承上。關閉天平。檢查16個砝碼能否正確落在砝碼架相應的V形槽內,要求砝碼托與懸掛系統(tǒng)無相互摩擦現(xiàn)象。
  把秤盤掛在吊鉤上面的鉤槽內。
  (5)安裝橫梁。用右手拿住橫梁,先使橫梁前端向下進入承重板下方空間,將橫梁前面的槽形瑪瑙支承放在支銷上,再把阻尼片放進阻尼簡內,架穩(wěn)橫梁后面的兩個支銷。安裝橫梁時,天平必須處于關閉狀態(tài),停動手鈕垂直向上,安裝過程中也不能開啟天平,這一點是與雙盤天平不同的。要特別注意傈護刀刃不受磕碰。
  察看支點刀與支點刀承,承重刀與承重刀承的間隙應前后 一致, 阻尼片周圍應有均勻間隙。開啟天平時應無吊耳傾側及橫梁扭動現(xiàn)象。
  (6)把全部減碼輪數(shù)字調為0,微讀輪也調為零,電源開關向上,開啟天平,調整零點,用100毫克標準砝碼測定天平感量,讀數(shù)機構應顯示出100:毫克。如超差,可以調整重心鉈,調后把兩半個螺母相互擰緊。
  天平須停放1~3小時后再按檢定規(guī)程進行檢定,檢定合格方可使用。
四、單盤天平的使用方法
  1.檢查及調整水平
  2.檢查及調整零點
  各數(shù)字窗口及微讀輪指數(shù)調為零,電源轉換開關撥向上,把停動手鈕向操作者方向均勻緩慢地轉90°,即為全開天平,待天平擺動停止后,讀取零點,旋轉調零手鈕,使投影屏上標尺的00刻線位于夾線正中位置。
  3.稱量方法
  在天平關閉的情況下,將稱量物放在秤盤中央,將停動手 鈕向后旋轉約30° (遇阻不可再轉),在天平“半開”狀態(tài)進行減碼,首先逐個轉10~90克手鈕,在標尺上由向正偏移到出現(xiàn)向負偏移時,即表示砝碼示值過大,應退回一個數(shù),接著調整 中手鈕(1~9 克)和小手鈕(0.1~0.9克)例如稱量一個 48.42315克的物體時,轉動大手鈕,由10轉至40克, 投影屏上微標象正數(shù)夾入雙線,當轉至50克時,負數(shù)夾入雙線,可知物體在40~50克之間,把手鈕返回到40克位置。如上操作,轉動中手鈕和小手鈕,確定減碼手鈕放在48.42合適,物體重量在48.42~48.43克之間,關閉天平,再將停動手鈕緩慢向前轉90°,即全開天平,待微標移動停止如在23~24毫克之間,轉動微讀手鈕,使23刻度夾入雙線,微讀輪讀數(shù)1.5,此時表示稱量結果為48.42315克(見圖2-21)。根據(jù)有效數(shù)字取舍規(guī)則可寫為48.4232克。

  因為本天平的變動性為微讀機構1分度,相當于0.1毫克,雖然微讀機構的讀數(shù)能力是0.05毫克,但因天平的分度值與變動性有1:1的對應關系,所以DT-100型天平的分度值為0.1毫克,稱量結果表示至0.01毫克沒有意義,應化簡為48.4232克。當然,稱量過程中多保留一位數(shù)字供參考也是可以的。

 


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