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机械天平的安装、调修及检定
【来源/作者】中国计量报 【更新日期】2015-12-18

根据JJG98-2006《机械天平》检定规程的要求,在检定前首先应对天平的外观进行检查,且在其满足JJG98-2006第4条通用技术的要求后,方能进行计量性能的检定。下面对型号为TG328A、B型天平在检定前的调修及检定作较全面的介绍。

一、外观检查及安装

1.清洁天平

首先应用无水乙醇清洁天平。在清洁过程中,先检查天平的刀子,其好坏直接影响天平的偏感和变动性。可以用指甲顺着刀刃的方向轻轻刮拭,就能感觉到刀子是否有毛刺和缺口。当刀子有明显的缺口时,可以直接判断为不合格,其他情况可以视检定结果而定。

2.调试光源

取下灯头、灯筒、聚光管,先连接好,短接小插头,灯泡发光,然后倒过来让发亮的聚光管对着实物(或是墙壁)转动灯头,使聚光管发出的光圈最圆最亮,然后再安装到天平上,观察投影窗是否全亮,如果不亮就转动聚光管直到亮光满窗为止。

3.安装横梁,调整中刀位置

(1)先调整立柱后的水平泡,使气泡居中。安装好横梁,其他部件暂时不用安装。慢慢开启天平,从侧面观察横梁指针是否前后摆动(即跳针)。跳针是由于立柱左边小托板上的支力螺丝前后不一样高,当开启天平时,就造成中刀刀缝前后不一致。可升降小托板上前面的支力螺丝高度,使前后螺丝支撑中刀一致,一般中刀刀缝控制在(0.6~0.8)mm之间。

(2)在天平关闭状态短接插头,使灯发亮,观察投影窗上的刻线是否与标尺零位刻线重合。如果相差较大,一般可能是横梁不水平。解决方法是在横梁上放置一个细条形水平仪,如果不水平,调整活动托叶架上的紧固螺丝,直到水平为止。另外可能是指针与横梁不垂直,可稍微松指针上方的3颗小螺丝,轻轻扳动指针,使标尺零位刻线与投影窗上的刻线重合;使用这种方法也可以解决左右盘分度值不一致的问题(也称为偏感)。例如左盘偏感大,可向左扳动指针10多个分度,这样可调整1个分度左右的偏感。根据JJG98-2006的规定,偏感只能在2个分度以内。

4.安装吊耳、秤盘,调整边刀位置

(1)先安装好内阻尼筒,注意天平可拆卸的零部件一律都以“1”为左、“2”为右,再安装吊耳和秤盘。

(2)当天平处于关闭状态时,边刀刀缝应是中刀刀缝的2/3。缓慢开启天平,先观察左、右边刀刀缝是否同时消失,再观察各边刀刀缝前后是否同时消失,然后观察边刀与刀垫是否平稳接触、吊耳是否左右摆动(也称为耳折)。耳折的产生是由于支撑吊耳的前后螺丝不在一条线上。如果吊耳往左摆动,就需将前支撑螺丝往右稍微挪动,然后上紧支撑螺丝的上下紧固螺丝,反之亦然。

(3)从天平上方向下观察,检查内外阻尼筒是否有靠擦、吊耳与边刀刀套是否有靠擦。

5.安装盘托

盘托的作用是使晃动的秤盘尽快停止。盘托的顶端内有一小弹簧,作用是使盘托与秤盘不硬性接触。左右盘托高度要尽量一致,否则天平开启时会产生带针现象,使天平的变动性增大。调整时轻推秤盘,秤盘与盘托来回摩擦两三次就停住,说明盘托高度合适了。

6.影响天平外观性能的因素

这时天平的安装及外观调整已完成,下一步是天平的初步检定。总结以上操作,可归纳出影响天平外观性能的主要因素:(1)天平没有调整水平;(2)中刀、边刀安装的位置不好;(3)中刀、边刀有明显的毛刺或缺口;(4)三刀刀缝前后不一致,天平出现跳针现象;(5)两边刀缝不一致,天平产生带针现象;(6)吊耳安装位置不好,有耳折,天平易产生变动性;(7)内外阻尼筒缝隙不均匀,天平易靠擦;(8)支撑横梁的托翼架在开启天平时不能同时升降;(9)左右盘托高度不一致,天平产生带针现象。

二、检定和调修

1.天平的计量性能

(1)天平的检定标尺分度值误差;(2)天平的横梁不等臂性误差;(3)天平的示值重复性;(4)游码标尺、链码标尺称量误差;(5)机械挂砝码的组合误差。

2.天平的检定程序和步骤

根据JJG98-2006的要求,表1是天平的检定程序和步骤。据表1可知,前10步基本就可看出天平的前3项计量性能。

缺插图!

<CTSM>表1天平的检定程序和步骤</CTSM>

3.天平的计量性能与调修密不可分

在实际的检定工作中,常常碰到天平的计量性能超差,需进行调修。如果每次全部检完再调修将会增大工作量,所以简化处理为先只需检前6步,判断计量性能是否基本合格,再进行调修或按全步骤检定。

4.具体的调修示例

例如,一台TG328A型天平初步检定结果如表2所示。

缺插图!

<CTSM>表2TG328A型天平初步检定结果</CTSM>

从表2数据可以判断出,该天平的空、全载分度值超差,不等臂性超差,示值重复性在允差极限,这时该如何调修呢?

方法一:先调修分度值,再调修不等臂性、重心砣

理想天平的3把刀子应该在同一个平面上,三刀平面性直接表现在空、全载分度值上。根据JJG98-2006的要求,天平的空载分度值应是(98~101)分度,全载分度值应是(98~102)分度。

当中刀刃高于两边刀刃的连线时叫离线,表现为空载分度值大于全载分度值,这种状态应尽量避免,离线时就必须升刀。

当中刀刃低于两边刀刃的连线时叫吃线,表现为空载分度值小于全载分度值,这种状态比较好,但根据JJG98-2006的要求,吃线只能有3个分度,超过了允差就必须降刀。

当中刀刃与两边刀刃的连线相重合时叫平线,表现为空载分度值等于全载分度值,这种状态最理想。

该天平的空载分度值大于全载分度值是离线,而且都超差,需升刀。就是紧右边刀套下的两颗升刀螺丝,注意尽量用力一致,调整刀线后横梁的重心、不等臂性都会发生变化,所以再调整不等臂性,紧或松刀套与横梁间的臂差螺丝,最后升或降重心砣。

方法二:分度值与不等臂性误差同时调修

还是根据以上数据来判断天平是左臂长、离线。在紧固升刀螺丝时,要让右臂加长,应先多紧一点左边的升刀螺丝,然后再紧右边的升刀螺丝,这时的对组砝码应一直放置在秤盘中央。紧完螺丝后,慢慢打开天平,观察平衡位置是否改变。升刀后需重新看空载和全载的数值,才能判定全载分度值是否升起来了;而臂差的调修是可用数值直观地表示出来的,知道了该天平的左臂长为12.8分度,则应增长右臂,使其为1/2的臂差,也就是向相反方向调7分度。一般经过这样的反复调修后,分度值和不等臂性误差就能调修好,最后升或降重心砣。

根据长期的工作经验,用户一般习惯用标尺的正方向,所以在初检步骤中,可以以右盘的数据为判断和调修的依据。这样如果天平有偏感,就以调修好的右盘的计量性能为准,根据JJG98-2006的规定,允许该天平作单方向标尺的检定和判定(即正方向标尺)。

天平通过以上的初步调修才算完成,但还不能立即进行检定,必须放置一定时间后再进行(1~17)步的正式检定。当天平的前3项计量性能检定完后,再检定天平的机械挂砝码的组合误差,这时这台TG328A型天平的3项计量性能才算全部检定完毕。

作者单位【云南省计量测试技术研究院】


【关键词】机械天平,国家标准物质网,北京世纪奥科 

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