地磅廠家關于機械天平靈敏度檢定實例分析及調修

一、影響天平靈敏度的原因

影響天平靈敏度的因素是多方面的，根據杠桿平衡原理和靈敏度定義，可導出靈敏度理論公式（推導略）：

指針尖端的長度， 即指針長度，mm；hc—橫梁重心到支點的距離， 即重心距，mm；R—橫梁的質量，g；G—游碼的質量 ；he—標尺上游碼的重心到支點刀丸的距離，mm；Q0、P0—天平空載左、 右盤懸掛系統的質量，g；Q、P—天平全載時左、 右盤全載荷砝碼質量，g；hm—支點刀刃與兩重點刀刃所在平面之間的距離，mm；λ—標牌上一個分度的寬度，mm。從式（1）可以看出，以上因素都與靈敏度有關。但就一般情況而言， 對于某一確定型號的天平，其臂長、指針長度、橫梁的質量和分度的寬度都是確定不變的， 故影響天平靈敏度的因素主要是懸掛系統的質量以及載荷（Q0+Q+P0+P）、重心距hc和刀子吃離線hm。

1.重心距hc的影響

由式（1）可知，重心距hc與靈敏度成反比，即hc值越大（重心在支點下越低），天平的靈敏度越低；反之，hc值越小，靈敏度越高。 但是調整天平靈敏度時要兼顧天平的穩定性，不能無止境地提高橫梁重心位置。

2.懸掛系統的質量以及載荷（Q0+Q+P0+P）和刀子吃離線hm的影響

天平在等臂的狀態下，式（1）中，設hc不變，若hm= 0，即3個刀的刀刃在同一個平面上，稱為“平線”，則式

（1）變為

al En= λRhc

此時，載荷對天平靈敏度不產生影響，空載與全載的靈敏度一致。 但實際上這種天平是不存在的，因為3把刀刃即使在同一水平線上， 由于載荷的增減作用使橫梁和刀子產生不同程度的彈性形變， 將使3把刀刃不可能在同一水平面上，即hm≠0，所以靈敏度總要隨載荷的增減而變化。

hc 不變 ，若hm<0，即兩邊刀刀刃的連線在中刀的上方， 稱為 “ 吃線 ”， 則（Q0+Q+P0+P）hm<0， 由式（1）可知，hm越大，（Q0+Q+P0+P）hm+Rhc+Ghe越小，靈敏度與載荷成正比增加， 即天平的全載靈敏度將大于空載靈敏度。

設hc不變，若hm>0，即兩邊刀刀刃的連線在中刀刃的下方，稱為“離線”，則（Q0+Q+P0+P）hm>0，由式（1）可知，hm越大，（Q0+Q+P0+P）hm+Rhc+Ghe越大，靈敏度與載

荷成反比關系，即天平全載的靈敏度將小于空載的靈敏度。

可見，空載靈敏度和全載靈敏度不一致，主要是由3把刀刃位置決定的。 當三刀刃處于吃線狀態時，隨著懸掛系統和載荷越重，靈敏度越來越高。 但是如果稱量物的重量超過一定的限度，在力的作用下由于刀口的磨損、刀盒位置的微小位移或承載時橫梁輕微變形等諸多原因，天平逐漸往離線的方向轉變，這樣天平的靈敏度又會逐漸降低。 直到三刀刃在一條直線上時，這就是我們所要求的理想狀態，靈敏度不受稱量影響。 隨著懸掛系統和載荷增加，形變依然繼續，最終三刀刃保持在離線狀態，所以大多數天平經過一段時間使用，天平靈敏度均會有所下降。

二、實例分析

1.檢定數據分析

參照JJG98-2006《機械天平檢定規程》的要求，在工作中以實際檢定TG328A的數據為例，根據表1中的檢定數據可知：

左盤空秤靈敏度分度數：

n01=｜I2-I1｜=｜-89.1-0.0｜=89.1分度

右盤空秤靈敏度分度數：

n02=｜I7-I6｜=｜77.8-（-0.7）｜=78.5分度

左盤全秤靈敏度分度數：

np1=｜I5-I4｜=｜-103.9-（-24.2）｜=79.7分度

右盤全秤靈敏度分度數：

np2=｜I9-I8｜=｜50.2-（-22.6）｜=72.8分度

（1）n01＞np1，即空秤靈敏度高于全載靈敏度。 由前述可知，這是三刀離線。 反之，則為三刀吃線。

（2）n01＞n02、np1＞np2，即左右盤靈敏度不一致。 主要是由于兩邊刀與中刀刃不在同一水平面，即一邊刀的刀刃高于中刀刃，而另一邊刀的刀刃低于中刀刃。 此時邊刀高的一邊靈敏度較大， 低的一邊靈敏度較小，則該天平即是左邊刀高于右邊刀。

（3）n01、np1 均小，達不到要求。 可知是橫梁重心在支點下方偏低位置。 反之，說明橫梁重心在支點下方偏高位置。

2.實例調修

（1）吃離線與左右盤靈敏度不一致綜合調修由上述分析可知，該天平既存在離線情況，又有兩邊刀不在同一水平面上的現象， 因此若要使天平兩邊刀高度一致，又要使中刀縫寬度合適，則應將天平右邊

刀盒的位置向上調整。 調整時將天平橫梁取下，用小扳手松開天平右邊刀盒下中間的降刀螺絲， 再擰緊兩邊的升刀螺絲，且兩螺絲擰緊的幅度應基本相等，中間螺絲放松的幅度和兩邊的螺絲擰緊的幅度也要基本一致，然后將天平橫梁和懸掛系統安裝好，調整天平橫梁

上的右平衡砣使天平零點處于標準刻線處， 再檢測天平的空載與全載靈敏度（表 1 中 1~5 步），直到空載與全載靈敏度一致為止，即天平刀線為平線時。

但是要調整到什么位置才能使三刀處于平線狀態，可以由式（2）把要調整的機械位移量通過天平分度數的改變量進行量化計算。

應用式（2），在調修過程中有利于掌握升降刀的調整分寸，而且可以在空載位置上進行，無需取放砝碼。 實際的操作即是經上述調修后直接測量天平空載分度靈敏度（表1中1~2步），若達到95.3分度即可停止調整，此過程中無需檢定天平的全載靈敏度，減少了調修次數。 因此，只有根據具體情況確定調整兩邊刀刃或一邊刀刃， 同時使用量化公式簡化調修次數，才能保證準確且快速地調整靈敏度。

（2）重心位置的調整從檢定數據中還可以發現天平存在左臂短于右

臂的情況，因此可以在調修過程中將右偏差螺絲頂向右邊刀盒，以加長右臂。 具體操作及量化計算，在此不具體表述。

在空載和全載靈敏度一致及其他計量性能正常的情況下，通過將重心砣上升使天平分度靈敏度升至100 分度 ，重心砣每轉動 1 周 ，可以改變 8 個分度左右。 但是，重心砣的調整范圍應在重心螺絲（1/2～3/5）范圍內進行，如果超過，應該更換合適的重心砣。

3.調修結果檢查

對該天平參照JJG98-2006的要求， 重新進行檢定，測得如表2所示數據，已知m*r=10mg，e標 =0.1mg，故