天平的主要技術參數(shù)有稱量、感量等。稱量是指天平所能稱量的最大質量值(滿載值),常以克(g)為單位表示。感量是使天平指針從平衡位置偏轉到刻度盤一分度所需的最大質量,所以感量也叫做“分度值”,常以“毫克”(mg)為單位,感量反映了天平的靈敏程度。天平的技術參數(shù)還有變動性、級別、游碼標尺誤差,砝碼精度等。
物理天平:天平橫梁的左、中、右各鑲有一個刀口。中刀口向下放在瑪瑙刀承上,左、右刀口向上,通過吊耳內的瑪瑙刀承下掛吊環(huán)及吊盤。
手輪通過升降桿控制橫梁的起落。在立柱的后面裝有水準氣泡。天平配有砝碼一盒,以稱量為1000g的為例,砝碼有200g、100g、20g、2g的各兩個,500g、50g、5g、1g的各1個。
天平的使用方法:
1.安裝和調整:
①各部件需擦凈后安裝。吊盤背面標有“1”,“2”標記,應按“左1右2”安裝。安裝完畢應轉動手輪使橫梁數(shù)次起落,調整橫梁落下時的支承螺絲,使橫梁起落時不扭動,落下時中刀口離開中刀承,吊盤剛好落在底座上。
②調節(jié)天平底座水平:調節(jié)調平螺絲,使底座上氣泡在圓圈刻線中間位置,表示天平已調到水平位置。
③調節(jié)橫梁平衡:用鑷子把游碼撥到左邊零刻度處,轉動手輪慢慢升起橫梁,以刻度盤中央刻線為準,使指針兩邊擺動等幅,如不等幅,則應降下橫梁調整橫梁兩端的平衡螺絲,再升起橫梁……如此反復,直至橫梁平衡。還有一點應明確:對于天平的整個橫梁系統(tǒng)(包括兩吊盤在內),重心位于刀口的正下方。天平的靈敏程度和重心到刀口的距離有關,調節(jié)感量砣的位置可改變整個橫梁系統(tǒng)的重心位置,重心位置越高,距刀口距離越近天平靈敏度越高,感量越小。對于一架天平,出廠時它的感量砣位置是調好的,天平的感量也就確定了,一般在使用天平時不要動它的感量砣。
2.使用:
①稱量物體時應將待稱物體放在左盤,用鑷子將砝碼夾放到右盤中,然后轉動手輪,升起橫梁,看指針偏轉情況,再降下橫梁加減砝碼,再升起橫梁看指針偏轉情況……直到天平平衡時為止,這時破碼和游碼所示總質量即為被稱物體質量。
②載物臺用法:有些實驗要測定的物理量不便于把物體直接放入吊盤中稱量,可借助于載物臺。例如:測浸在液體中的物體所受的浮力,可先將被測物放入吊盤中稱出質量為多少,然后調整載物臺位置,把被測物用細線栓好,浸入裝有液體的燒杯中(物體不要碰杯底),把燒杯放在載物臺上,被測物上的細線掛在吊鉤上,此時再稱得質量為被稱物體質量。
為使測量更精密,消除天平不等臂等因素引起的誤差,可以采用下列方法:
1.復稱法:左盤放物體,右盤加砝碼,稱量值為(M1) ;然后將物體放右盤,左盤放砝碼稱量值為(M2) ,設天平左臂長為(L1) ,右臂長為(L2) ,物體質量為(M) ,則:
第一次天平平衡時:ML1=M1L2。
第二次天平平衡時:ML2=M2L1。
兩式相乘并整理得到。此式與天平臂長無關,消除了由于天平臂引起的誤差。
2.替代法:左盤載物,右盤加干砂,使天平平衡。將左盤中物體取下,向左盤中加砝碼使天平平衡,此時砝碼所示質量數(shù)即為被稱物質量。
3.減碼法:右盤中放入一定值的砝碼(砝碼的質量要大于被測物質量),左盤中放入小砝碼使天平平衡。將被測物放入左盤中,減少左盤中的小砝碼,使天平恢復平衡,減少的砝碼總質量即為被稱物體質量。
使用天平的注意事項:
1.注意保護天平的刀口。物理天平是比較精密的儀器,使用時要特別注意保護它的三個刀口。一般來說,應在天平接近平衡時才能把橫梁升起,所以在稱量物體前應先用手掂掂物體,估計一下它質量的大小,防止超過天平的稱量,并在右盤放入質量相當?shù)捻来a再升起橫梁。調天平橫梁平衡時平衡螺絲的調節(jié),稱量時加減砝碼等都要在天平制動的情況下進行。轉動手輪,升起橫梁動作要輕,稍稍升起橫梁一看不平衡馬上輕輕放下橫梁,不必把橫梁完全升到頂再觀察是否平衡。被測物和砝碼放在盤的中間。
2.使用天平時不能用手摸天平,不能把潮濕的東西或化學藥品直接放在天平盤里。砝碼只能用鑷子夾取,不能用手拿,用后應及時放回砝碼盒。
3。天平使用完畢要使刀口和刀承分離,各天平間的零件不能互換,用后應將天平存放在干燥清潔的地方。
在使用天平時易出現(xiàn)種種錯誤或不當?shù)牟僮鳎`反上面注意事項外還有:已調好的天平使用時又挪動了位置;調平衡時游碼沒放在零刻線處,稱量時不知游碼要在天平放入最小砝碼還不平衡時才能使用;加碼順序不是先大后小,放上接近物體質量的大砝碼,天平不平衡再加入(或換上)小砝碼;稱完物體,先收砝碼,后記錄數(shù)據(jù);有的甚至吊盤沒掛在兩邊刀口上就開始稱量或沒調節(jié)天平就開始稱量等等,這些都應加以指正。