机械天平的使用方法.doc

机械天平的结构与使用
1、天平的种类：
天平是化学实验不可缺少的重要的称量仪器，种类繁多，按使用范围大体上可分为工业天平、分析天平、专用天平。按结构可分为等臂双盘阻尼天平、机械加码天平、半自动机械加码电光天平、全自动机械加码电光天平、单臂天平和电子天平。按精密度可分为精密天平、普通天平。各类天平结构各异（见下图），但其基本原理是一样的，都是根据杠杆原理制成的。现以目前广泛使用的半自动机械加码电光天平（TG328）为例说明其结构和使用方法。

半机械加码天平　　 全机械加码天平　　　　　　　　电子天平
2、天平的结构：

1指针 2吊耳 3天平梁升 4调零螺丝 5感量螺丝 6前面门 7圈码 8刻度盘 9支柱 10托梁架 11阻力盒 12光屏 13天平盘 14盘托 15垫脚螺丝 16脚垫 17降钮 18光屏移动拉杆

主要部件：
(1) 天平梁：天平梁是天平的主要部件之一，梁上左、中、右各装有一个玛瑙刀口和玛瑙平板。装在梁中央的玛瑙刀刀口向下，支承于玛瑙平板上，用于支撑天平梁，又称支点刀。装在梁两边的玛瑙刀刀口向上，与吊耳上的玛瑙平板相接触，用来悬挂托盘。玛瑙刀口是天平很重要的部件，刀口的好坏直接影响到称量的精确程度。玛瑙硬度大但脆性也大，易因碰撞而损坏，故使用时应特别注意保护玛瑙刀口。
(2) 指针：固定在天平梁的中央，指针随天平梁摆动而摆动，从光幕上可读出指针的位置。
(3) 升降钮：是控制天平工作状态和休止状态的旋钮，位于天平正前方下部。
(4) 光幕：通过光电系统使指针下端的标尺放大后，在光幕上可以清楚地读出标尺的刻度。标尺的刻度代表质量，每一大格代表1mg，每一小格代表0.1mg。

(5) 天平盘和天平橱门：天平左右有两个托盘，左盘放称量物体，右盘放砝码。光电天平是比较精密的仪器，外界条件的变化如空气流动等容易影响天平的称量，为减少这些影响，称量时一定要把橱门关好。
(6) 砝码与圈码：天平有砝码和圈码。砝码装在盒内，最大质量为100g，最小质量为1g。在1g 以下的是用金属丝做成的圈码，安放在天平的右上角，加减的方法是用机械加码旋钮来控制，用它可以加10～990mg的质量。10mg 以下的质量可直接在光幕上读出。注意：全机械加码的电光天平其加码装置在右侧，所有加码操作均通过旋转加码转盘实现，如下图所示。
3、天平的称量步骤
(1) 称前检查　使用天平前，应先检查天平是否水平；机械加码装置是否指示0.00位置；吊耳及圈码位置是否正确，圈码是否齐全、有无跳落、缠绕；两盘是否清洁，有无异物。
(2) 零点调节　接通电源，缓缓开启升降旋钮，当天平指针静止后，观察投影屏上的刻度线是否与缩微标尺上的0.00mg刻度相重合。如不重合，可调节升降旋钮下面的调屏拉杆，移动投影屏位置，使之重合，即调好零点。如已将调屏拉杆调到尽头仍不能重合，则需关闭天平，调节天平梁上的平衡螺丝（初学者应在老师的指导下进行）。
(3) 称量　打开左侧橱门，把在台秤上粗称（为什么要粗称？）过的被称量物放在左盘中央，关闭左侧橱门；打开右侧橱门，在右盘上按粗称的重量加上砝码，关闭右侧橱门，再分别旋转圈码转盘外圈和内圈，加上粗称重量的圈码。缓慢开启天平升降旋钮，根据指针或缩微标尺偏转的方向，决定加减砝码或圈码。注意，如指向左偏转（缩微标尺会向右移动）表明砝码比物体重，应立即关闭升降旋钮，减少砝码或圈码后再称，反之则应增加砝码或圈码，反复调整直至开启升降旋钮后，投影屏上的刻度线与缩微标尺上的刻度线在0.00到10.0mg之间为止。
(4) 读数　当缩微标尺稳定后即可读数，其中缩微标尺上一大格为1mg，一小格为0.1mg，若刻度线在两小格之间，则按四舍五入的原则取舍，不要估读。读取读数后应立即关闭升降旋钮，不能长时间让天平处于工作状态，以保护玛瑙刀口，保证天平的灵敏性和稳定性。称量结果应立即如实记录在记录本上，不可记在手上、碎纸片上。
天平的读数方法：砝码＋圈码＋微分标尺，即小数点前读砝码，小数点后第一、二位读圈码（转盘前二位），小数点后第三、四位读微分标尺。（如下图W＝17.2313g）。

＋

＋

＝ 17.2313g
小数点前读砝码

小数点后第一、二位读圈码

小数点后第三、四位读微分标尺

(5) 复原　称量完毕，取出被称量物，砝码放回到砝码盒里，圈码指数盘回复到0.00位置，拨下电源插头，罩好天平布罩，填写天平使用登记本，签名后方可离开。
4、天平的称量方法
天平的称量方法可分为直接称量法（简称直接法）和递减称量法（简称减量法）。
(1) 直接称量法
直接称量法用于称取不易吸水、在空气中性质稳定的物质，如称量金属或合金试样。称量时先称出称量纸（硫酸纸）的质量（Ｗ1），加上试样后再称出称量纸与试样的总质量（Ｗ2）。称出的试样质量＝Ｗ2－Ｗ1。
(2) 减量法称量
此法用于称取粉末状或容易吸水、氧化、与二氧化碳反应的物质。减量法称量应使用称量瓶，称量瓶使用前须清洗干净，干净的称量瓶（盖）都不能用手直接拿取，而要用干净的纸条套在称量瓶上夹取。称量时，先将试样装入称量瓶中，在台秤上粗称之后，放入天平中称出称量瓶与试样的总质量（Ｗ1），用纸条夹住取出称量瓶后，按图示方法小心倾出部分试样后再称出称量瓶和余下的试样的总质量（W2），称出的试样质量＝Ｗ1－W2。
减量法称量时，应注意不要让试样撒落到容器外，当试样量接近要求时，将称量瓶缓慢竖起，用瓶盖轻敲瓶口，使粘在瓶口的试样落入称量瓶或容器中。盖好瓶盖，再次称量，直到倾出的试样量符合要求为止。初学者常常掌握不好量的多少，倾出超出要求的试样量，为此，可少量多次，逐渐掌握和建立起量的概念。注意：在每次旋动指数盘和取放称量瓶时，一定要先关好旋钮，使天平横梁托起。
5、天平的使用规则
(1) 处于承重工作状态的的天平不允许进行任何加减砝码、圈码的操作。开启升降旋钮和加减砝码、圈码时应做到“轻、缓、慢” ，以免损坏机械加码装置或使圈码掉落。
(2) 不能用手直接接触光电天平的部件及砝码，取砝码要用镊子夹取。
(3) 不能在天平上称量热的或具有腐蚀性的物品。不能在金属托盘上直接称量药品。
(4) 加减砝码的原则是“由大到小，减半加码”。不可超过天平所允许的最大载重量（200g）。
(5) 每次称量结束后，认真检查天平是否休止，砝码是否齐全地放入盒内，机械加码旋钮是否恢复到零的位置。全部称量完毕后关好天平橱门，切断电源，罩上布罩，整理好台面，填写好使用记录本。
(6) 不得任意移动天平位置。如发现天平有不正常情况或操作中出现故障，要报告教师。
6、有效数字及其运算规则
(1) 有效数字
有效数字是实际能够测量到的数字。物理量的测量中到底应保留几位有效数字，要根据测量仪器的精度和观察的准确度来决定。常用仪器的测量精度如下：

台秤
分析天平
量筒
移液管
容量瓶
滴定管
温度计
气压计
精度
±0.1g
±0.0001g
±0.1ml
±0.01ml
±0.01ml
±0.01ml
±0.1℃
±0.1kpa
示例
12.1g
5.2354g
15.8ml
10.00ml
100.00ml
25.84ml
37.5℃
101.3kpa
有效数字
3位
5位
3位
4位
5位
4位
3位
4位

另外，数字“0”在数字后面时是有效数字，若数字“0”在数字前面则只起定位作用，不能算作为有效数字。还有的数字，看似应为有效数字，实际是用来定位的，如pH=12.58中，实际是[H+]=10-12.58,12是用来定位的，在对数运算中它就不是有效数字。
(2) 有效数字的运算方法
在进行数字的运算之前应先确定应保留的有效数字位数，并对数字位数进行舍弃，舍弃的原则采用GB标准（四舍六入五留双的原则），即末位小于4舍弃，末位大于6进位，末位＝5时，若进位后为偶数则进位，若进位后为奇数时则舍弃。另外不可采取递阶进位的办法对数字进行处理。如12.54568，若要求保留3位，则应为12.5，而不是12.6。
加减运算 应以各加减数小数点后位数最少的数字（绝对误差最大）为准，先进行舍弃后再相加减。如：28.3+0.18+6.58＝28.3+0.2+6.6＝35.1。
乘除运算 应以各乘除数有效数字位数最少的数字（相对误差最大）为准，自然数和某些常数不参与拟保留有效数字位数的确定，先进行舍弃后再相乘除。如下例中3为自然数，其余数字为测量值，则计算时
0.121×25.64×1.05782/3＝1.0939410269333333333333333333333(错)
0.121×25.64×1.05782/3＝0.121×25.6×1.06/3.00＝1.09 （对）
对数运算 对数运算中，所取对数位数应与真数的有效数字位数相同,与首数无关，因为首数是用来定位的，不是有效数字。如：105×log1.35＝5.13
又如 lg15.36=1.1864(是四位有效数字)
不能记为 lg15.36=1.186或lg15.36=1.18639

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