天平测量结果差异的成因分析

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电子天平是用于称量物体质量的工具，其-般是用应变式传感器、电容传感器、电磁平衡式传感器制成的。应变式传感器天平结构相对简单，造价也较低，但精度有限，无法更好满足人们对测量结果高精准需求。

而 电磁平衡传感器电子天平称量准确可靠、显示快速清晰且带有 自动检测系统、校准装置和超负载装置，符合现代化需求。下文对与电磁式电子天平测量结果差异相关的内容进行分析。

-、 电子天平工作原理1.电磁力原理公式电磁式电子天平现代化电子天平中精度相对较高的天平，它采用的是电磁力平衡式传感器，与电子秤不同之处是电磁式电子天平采用的是电磁力原理，而电子秤只是电阻应变式传感器输出。电磁力原理公式为：FBLlsin 0其中F是电磁力，B是磁感应强度，L是受力导线的长度，I是经过导线的电流强度，0是通 电导体与磁场之间的夹角。从公式中可以看出，F值与B、L、I、sin 0值成正比，原因是已设定好的传感器感应线圈规格和尺寸是固定的，B、L值也不会改变，当0为 9O度时，sin 01，F与 I成正比。

2.电子天平构成及原理电子天平是由电源、电磁力平衡传感器、光电传感器、键盘、显示器和控制电阻组成的，其原理是基于电磁力原理公式，当天平处于空载状态时，电磁力平衡式传感器处于平衡状态，加载后感应线圈位置则会发生改变，光感器中的光敏三级管所接收的光线强度也会有所变化，输出电流也会随之改变，这时改变量经过处理器处理好后，电磁圈电流大嗅受到控制，并使使电磁力平衡式传感器重新处于平衡状态，这时微处理器会将电磁线圈的电流变化量转化成数字信号，迅速的将数值显示在屏幕上。

二、影响电子天平测量结果的因素及解决方法影响电子天平测量结果差异的因素比较多，电磁式电子天平实际称量过程中，会出现单方 向缓慢漂移并将错误值显示在屏幕上，造成这种误差原因从大的角度来说是性能因素引起的，即温度因素、环境因素、静电因素和维护校定因素。

1.温度因素电磁式电子天平通电后，受环境和过流元件发热的影响，如果预热时间较长或不够，在电磁力的影响下，样品与周围环境之间的温度会存在差异，在温差的影响下可能会使顺沿称量容器出现气流，并沿着容器侧部流动产生向上或向下的力，从而使称量结果不准确。这种向上向下的力会产生-种效应，也称动态浮力，这种效应在温度未达到平衡之前不会消失，持续下去将会导致多种问题，可能会使电磁式天平称量结果出现差异。

措施：电子天平使用前是需要预热的，每-台天平的预热时间根据 自身性能确定，正常情况下，天平的准确度越高，预热的时间就越长，预热时可以参考说明书进行，如果电子天平实际分度值不小于0.01mg时，预热时间需为 5小时，精度低的则视情况尽量减少预热时间；如果实际分度值不大于 O.001mg时为微量、超微量电子天平，预热时间应多于24小时。实际使用中从冰箱或干燥炉取出样品不宜直接使用，而加热到适合的温度后，才可以用镊子夹取样品并将样品放入面积小且去皮的容器中，在这里应该注意的是不能将手放入称量室内，以减少因温度因素而使天平测量结果不准确。

2.环境因素环境因素也可以称为吸湿挥发因素，其主要表现为天平屏幕显示值呈单方向持续漂移趋势，出现这种现象的主要原因是测量的样品发生物质挥发、损耗或样品稀释空气中的水蒸气使 自身质量增加。

措施：选用样品承重容器时，尽量选择窄径且带盖子或塞子的容器，并对去皮容器进行清洁和干燥，避免秤盘中的积尘或水滴，而影响天平测量结果。选择烧瓶时，尽量选择有圆形底座的烧瓶，使用时不选择木塞和纸板，以免增加或减少水分。最好选用 XP电子天平专用圆底烧瓶，其优势是便于称量。同时应该注意的是选用称量容器时尽量避免选择较大的容器，这样容易造成挥发或吸湿引起的测量误差。

3.静电因素静电问题主要表现在每-次称量样品时会出现不同的测量结果，且天平显示的示值不准确，从而使称量结果出现重复性误差。

出现这种现象的主要原因是去皮容器或样品本身带有静电，去皮容器-般是由玻璃、塑料、粉末或颗粒状物质等低导电材料制成的，自身无法或非常缓慢的排除静电电荷。如果容器搬运或容器原料运输过程中发生摩擦，且处于低于 40%相对湿度干燥空气状态下，样品与环境之间会产生静电，加大静电重复性误差风险。这种问题-般在分析类天平、微量电子天平工作时出现的比较多。

措施：根据上述现象-可以用增加大气湿度的方法解决，因静电放电在冬季较为常见，可以将样品和天平放置在有空调的房间内，并通过调节空调来增加大气湿度，使相对湿度在 45%-60%之间，以减少因静电而导致的测90 商品与质量 ·学术观察量结果误差；二可以使用塑料和玻璃以外材质的容器，毕竟塑料和玻璃容易产生静电，如果条件允许，可以采用技术材料制成的去皮容器；三可以使用防静电枪，但是市场上可 以买到产品并非在所有的情况下都能使用，梅特勒.托利多静电装置效果好，价格相对较高。此外，也可以将去皮容器放置在金属容器内，以减少静电。

4.校准和维护因素电磁式天平作为精度较高的电子天平，其有水平调整装置和水准器 ，使用过程中是需要对天平的水平状态进行检查的，而实际应用过程中，-些使用者常忽视天平水平状态检查，是的电子天平移动而出现四角不平或不水平现象 ，最终导致天平测量结果不准确；正常情况下，电子天平是需要进行定期检验的，-般电子天平在有效期内称量结果是准确的，但是为确保称量准确性，也需要进行检定，而-些使用者认为天平在有效期内不会出现质量问题，不重视甚至不对天平进行校准，要知道天平在人为、环境因素下，其计量会发生细微的变化。为了确保称量准确性，即便在有效期内也需要对天平进行校准 。

措施：天平每-次使用前必须进行校准，必要的时候多次进行校准，校准选用的砝码必须选用等级较高的，等级较高的砝码误差性相对较校另外还应该定期将天平送至质监部门进行检定，这样出现问题后可以及时检测，以免造成测量误差。

结束语：综上所述，影响电子天平测量结果差异因素很多，不仅有温度、环境因素，还有静电因素、维护检定因素。电子天平使用过程中，不管是哪-种因素引起的，都会带来不同程度的误差，从而无法得到准确的数据。

上文对可能引起 电子天平误差因素进行分析，对解决时下可能出现的问题有-定帮助。

而随着时代不断的发展，可能出现新的问题，需要进-步对电子天平进行研究和改进。