一、电子天平的称量原理

应用现代电子控制技术进行称量的天平称为电子天平。各种电子天平的控制方式和电路结构不相同，但其称量的依据都是电磁力平衡原理。现以MD系列电子天平为例说明其称量原理。

我们知道，把通电导线放在磁场中时，导线将产生电磁力，力的方向可以用左手定则来判定。当磁场强度不变时，力的大小与流过线圈的电流强度成正比。如果使重物的重力方向向下，电磁力的方向向上，与之相平衡，则通过导线的电流与被称物体的质量成正比。

电子天平结构示意图，见图2-3。

图2-3MD系列电子天平结构示意图

1-秤盘；2-簧片；3-磁钢；4-磁回路体；5-线圈及线圈架；6-位移传感器；7-放大器；8-电流控制电路

秤盘通过支架连杆与线圈相连，线圈置于磁场中。秤盘及被称物体的重力通过连杆支架作用于线圈上，方向向下。线圈内有电流通过，产生一个向上作用的电磁力，与秤盘重力方向相反，大小相等。位移传感器处于预定的中心位置，当秤盘上的物体质量发生变化时，位移传感器检出位移信号，经调节器和放大器改变线圈的电流直至线圈回到中心位置为止。通过数字显示出物体的质量。

二、电子天平的安装

(一)电子天平的工作环境要求

(1)称量室应避免阳光直射，最好选择阴面房间或用遮光窗帘，避免温度变化，配备冷光源。

(2)远离震源(如铁路、公路、震动机等)，无法避免者应采取防震措施。

(3)远离热源和高强电磁场等环境。在称量室或在流水线现场，电子天平都应该使用单独的电源，并经过稳压源，以保证电源的稳定性。

(4)称量室内温度恒定，20℃±2℃较理想。(电子天平检定的温度要求，最大温差对于①级，不超过1℃)。

(5)称量室内相对湿度应保持在45％～75％(45％～60％较理想)。

(6)电子天平安放的位置应远离热源和空调出风口、风扇、门、窗、暖气、电脑主机箱等。以避免温度和气流的影响。必要时可在天平外配置合适的防风罩。

(7)称量室内应无腐蚀性气体。

(8)电子天平应放在平稳坚固的台面上，可用大理石台面，不要用玻璃或塑胶，因为容易带静电。

(二)电子天平的安装方法

(1)开箱和检查检查各部件是否和装箱单一致，确认没有破损。

(2)检查供电电源电压是否和天平要求的一致。

(3)按照说明书要求拆下天平运输保护部件(有些天平无此项)。

(4)清洁天平各个部件，将天平主机放置到位，顺序安装防尘隔板、防风环、盘托、称盘(图2-4)。检查活动部位不能和天平的固定部位有靠擦。

图2-4电子分析天平外形及各部件

(5)调节天平水平调节天平的前面两个脚的水平调整螺丝，顺时针转脚伸长，逆时针转脚缩短，至调节至水泡位于水平仪的圆环中央。

注意：将一台放置在较低温度的天平搬到一个较高温度的工作间时，应切断电源，待仪器放置2h后，再行安装及通电使用。这是为了使由于温度差产生的湿气排出。

三、电子天平的使用方法

(1)检查(如需要，调节)水平。

(2)预热。

(3)接通电源，预热至规定时间按说明书要求进行，各种天平预热时间要求不同，30min到4h或更多。一天内，需要多次使用天平的，使天平总是处于预热状态，不要切断电源。

(4)微量/半微量天平在预热后，应当进行砝码的多次加载卸载来“运动天平”以使天平的示值稳定。

(5)校准在天平安放位置变动、重新调节水平和使用中实验室环境(温度、湿度等)发生变化时都需要进行校准才可进行称量。

校准方式有外部砝码校准和内部砝码校准两种：外校，使用外部砝码校准；内校，使用天平内置的砝码进行校准。仅有外校功能的天平只能使用外部砝码校准，有内校功能的天平可以使用外部或内置砝码校准。带有温度、时间触发全自动内校功能的天平，会自动实行校准程序。按说明书操作即可。

(6)打开显示器，显示值稳定后，回零。

(7)称量打开侧面玻璃门，将称量物轻轻放入秤盘中央，关闭玻璃门。显示稳定后，读取显示值。

(8)称量结束后，取出被称物品，关闭显示器，若当天还要使用天平，可保持天平预热状态。若当天不再使用天平，应切断电源。

四、电子天平使用注意—影响称量准确度的因素

(1)不可用手直接接触被称物，要用镊子、纸条或戴棉布手套(为防止静电不要戴一次性手套)进行操作。手接触被称物品，指纹吸湿带来约50～100ug的误差；把手伸入防风罩带来温度的变化可以持续影响l0min以上。

(2)称量时，身体任何部位尽量不接触称量台，以免影响天平的稳定性。称量时，不要开动和使用前门。

(3)称量室与样品和容器之间温度不同，读数会漂移，样品热显示质量小，样品冷显示质量大。解决方法：把样品及容器在称量室内放置一段时间后再行称量。

(4)具有吸湿性或挥发性的样品，应使用密闭的容器，把样品放入长颈瓶或小试管时要防止遗撒，可选用专门的支架工具。有吸湿性的样品建议在干燥环境中快速测量。

(5)静电影响称量现象：在使用特种准确度级的天平称量粉末样品或者干燥后的玻璃容器时，读数不稳定或称量结果重现性差。发生原因：称量低电导率的物质或容器；面积大的样品(塑料或玻璃容器，滤纸)；粉末或液体样品加样的摩擦力；被人为带进来的电荷；相对湿度小于40％～45％。解决方法：配置去静电装置；将称量试管放在一个金属容器内；保持空气相对湿度45％～60%；有良好的接地线。

(6)对于微量/半微量天平，称量前“运动天平”或称“预压”是必要的。因为天平在通电预热或较长时间停止称量时，其传感器也处于休眠状态，也就是簧片处于休止状态，其恢复性能不佳，通过预压(预压方法：用相当于天平最大秤量的砝码或物体加载到秤盘上，然后再卸载，如此反复10次左右)，使传感器的簧片从休眠状态逐渐进入工作状态，提高天平的示值稳定性。