主题：【资料】天平的基本知识

天平的组成

　　 普通标牌天平 主要由立柱、横梁、吊挂系统、底座和制动装置组成。

　　立柱垂直固定在底座上，用以支撑横梁。立柱下部装有分度牌，顶部装有托架，在天平不工作时支托横梁。在横梁中部装有一把中刀。天平工作时，中刀搁置在与升降杆顶端连接的刀承上，作为支点。中刀两边装有两把边刀，分别作为重点和力点，起承受和传递载荷的作用。中刀下横梁底面装有指针，指针上固定有可上下移动以调节横梁重心位置的重心砣，它起调整天平灵敏度的作用。

　　横梁顶部刻有分度标尺，标尺上有一移动游码。横梁两端还装有可调整天平空载平衡位置的平衡螺母。

　　吊挂系统包括小吊环，挂盘架和秤盘。挂盘架吊挂在小吊环吊钩上，两把边刀分别通过小吊环承受秤盘砝码和被称物的重力。

　　底座装有两个调整天平水平的螺旋调整脚，底座上面还安置有水准器以显示天平水平度。调整水平是为避免天平不水平而产生称量误差。

　　制动装置主要由开关旋钮、开关轴和偏心凸轮（或连杆）组成。转动旋钮使凸轮（或偏心连杆）偏转一定角度，即可使立柱中的升降杆上下移动，通过中刀承将横梁托起或落下，以开启或关闭天平。

几种特殊的天平
微分标牌天平
　　结构与普通标牌天平相似，不同的是：①横梁指针下端装有微分刻度牌。②立柱下端装有用以放大并在投影屏上显示微分读数值的电光系统。③吊挂系统增加了套筒式空气阻尼器，称量时能使横梁迅速停止摆动，便于定点准确读数。④在天平外框罩上装有凸轮杠杆式或其他形式的部分量程机械加码（一般为10～999mg）或全量程机械加码装置，以代替人工加码。微分标牌天平的最小分度值一般都在0.1mg以上，准确度也比普通标牌天平高。

架盘天平
　　一种双托盘天平。秤盘安放在横梁两边刀上方的盘架上，秤盘和托盘架重心高于横梁支点。砝码或被称物在处于秤盘前后位置时会引起秤盘盘架和横梁前后倾侧，在处于秤盘左右位置时会引起秤盘盘架的左右倾倒。为克服此缺点，架盘天平采取了加长中刀、边刀和加宽刀架的措施，并在结构设计上采用了罗伯威尔（Roberval）机构。在罗伯威尔机构中，杆杆AB、A′B′与纵杆AA′、BB′、支柱EE′铰链连接，组成两个相等的平行四边形AA′E′E和EE′B′B。当大小相等的力P、P′分别作用于左右横臂上时，对支柱来说，即使作用的位置不对称，也能水平地平衡。无论AB如何倾斜，AA′、BB′都与支柱EE′平行。从EE′的左侧来看，当将与纵杆AA′的距离为d的力P作用于横臂上时，就有一个与P大小相等、方向相同的力作用于A和A′点;同时，有一个值为P·d的转矩作用于纵杆AA′，从而在A点将杠杆拉向左侧，而在A′点将杠杆推向右侧。但由于杠杆受到EE′点的限制，在A、A′上将分别产生大小相等、方向相反的反作用力 f、f′，从而形成一个与P·d相等的反向转矩f·s(f′·s)，结果P·d转矩被f·s(f′·s)所平衡。最后，在A、A′上只有与P相等的力起作用，而与P在横臂上的作用位置d无关。这种情况在EE′的右侧也完全相同。

阻力天平
　　在梁上挂上专门的阻力盒,使天平的摆动能迅速停止.

单盘不等臂机械天平
　　也是以杠杆平衡原理设计的。工作时，在加上被衡量物体后，减去悬挂系统上的砝码，使横梁始终保持全载平衡状态。所减砝码质量加上微分度牌读数值，就是被衡量物体的质量。

电光阻力天平
　　利用游标原理,能比较准确地读出指针的位置

上皿天平
　　秤盘在上侧,灵敏度较低.

电子天平
　　它是传感技术、模拟电子技术、数字电子技术和微处理器技术发展的综合产物，具有自动校准、自动显示、去皮重、自动数据输出、自动故障寻迹、超载保护等多种功能。电子天平通常使用电磁力传感器(见称重传感器)，组成一个闭环自动调节系统，准确度高，稳定性好。电子天平的工作原理如图 5所示。当秤盘上加上被称物时，传感器的位置检测器信号发生变化，并通过放大器反馈使传感器线圈中的电流增大，该电流在恒定磁场中产生一个反馈力与所加载荷相平衡；同时，该电流在测量电阻Rm上的电压值通过滤波器、模／数转换器送入微处理器，进行数据处理，最后由显示器自动显示出被称物质量数值。

天平的基本原理　　
      天平是实验室中常用的仪器。天平是一种衡器，是衡量物体质量的仪器。它依据杠杆原理制成，在杠杆的两端各有一小盘，一端放砝码，另一端放要称的物体，杠杆中央装有指针，两端平衡时，两端的质量（重量）相等。这些道理对学过物理学的人来说已经是老生常谈了。现代的天平，越来越精密，越来越灵敏，种类也越来越多。我们都知道，有普通天平、分析天平，有常量分析天平、微量分析天平、半微量分析天平，等等。须知，天平不是一下子就发展成今天这个样子的，它还有一段发展史呢！

　　
          天平的发明很早。在埃及尼罗河三角洲盛产一种水生植物，很像我国多水地区生长的芦苇，将其茎逐层剥离撕成薄片，可以写字，这种东西叫做纸草。许多欧洲国家的文字中的纸就是从纸草的拉丁文演变而来的。用纸草写成的书是纸草书，它成为古代埃及重要的历史文献。我们现在所知道的古埃及的情况，特别是科学技术的历史发展情况，很多都是来源于纸草书上的记载。当然，纸草书上的文字不是现代文字，而是一种象形文字，经过很多专家的研究才读懂了那种文字。据纸草书的记载，早在公元前1500多年，埃及人就已经使用天平了，还有人说，埃及人使用天平的时间还要早，大约在公元前5000年以前。古埃及的天平虽然做的很粗糙，但是已经有了现代天平的轮廓，成为现代天平的雏型。下图画的就是古代埃及人使用的天平。

　　这种天平是用一根竖棍中间钻个孔，横穿一根棍儿，在棍的两端各用绳子挂上一个盘子。这种天平使用了很长时间，直到大约公元前500年，罗马的“杆称”才出现，杆称靠移动称砣的位置来保持与被称物品重量的平衡，实际上是将天平的一端（放砝码端）由固定式变成活动式，其好处是只要配上一个称砣就可以了，而天平的砝码要好几个。杆称也是用绳子吊一个盘子，再用绳子吊一个称砣，除一端可活动外，基本形式与天平相同。

　　人们在使用天平和杆称过程中，感到用绳子吊一个盘子是一件很麻烦的事，使用起来很不方便。于是，有人想去掉这讨厌的绳子，17世纪中叶，法国数学家洛贝尔巴尔发明了摆动托盘天平，托盘天平的发明被认为是对古老的吊式天平的重大改进，至今，托盘天平仍在被广泛使用。下图画的是现在实验室中常见的一种托盘天平，比17世纪的托盘天平有了很大改进。图中1是天平横梁，两端各支撑一个称盘2。这两部分构成了托盘天平的骨架，体现了托盘天平的基本设计原理，见下面的示意图：当横梁1平衡时，力矩相等，F1L1=F2L2，F1＝m1g， F2=m2g，L1=L2，∴m1gL1＝m2gL2，m1=m2，这就是说，由已知砝码的质量可知被称量物的质量。下图中3为指针，4是刻度盘，指针正对准刻度盘中心表示两端达到平衡，5为游码标尺，6是游码，7是调零螺母。与天平配套的还有砝码。

　　应当指出，托盘天平的发明并没有使吊式天平退出历史舞台，相反，吊式天平不仅为人们继续使用，特别是科学家们仍继续使用着，而且在使用中不断改进，现代广泛应用的精密天平大都是吊式的，而托盘天平在日常生产和生活中用的较多，在科学实验中大多在精确性要求不太高的称量中使用。

吊式天平还有人用啊?

原文由 青林(wyqql2060) 发表:
吊式天平还有人用啊?

电子天平那么方便，应该很少人还用吊式的吧！

学习了。。。。

最新型的电子天平现在又开始使用吊盘了，吊盘的偏载误差小

原文由 青林(wyqql2060) 发表:
吊式天平还有人用啊?

有阿，我还保留了
有时候用它比对

原文由 独钓寒江雪(hzhhqt) 发表:

原文由 青林(wyqql2060) 发表:
吊式天平还有人用啊?

有阿，我还保留了
有时候用它比对

我们不用了

吊式天平我们这还会偶尔用一下
买的时候也花了不少钱呐