地磅厂家关于机械天平灵敏度检定实例分析及调修

地磅厂家关于机械天平灵敏度检定实例分析及调修

一、影响天平灵敏度的原因

影响天平灵敏度的因素是多方面的，根据杠杆平衡原理和灵敏度定义，可导出灵敏度理论公式（推导略）：

指针尖端的长度， 即指针长度，mm；hc—横梁重心到支点的距离， 即重心距，mm；R—横梁的质量，g；G—游码的质量 ；he—标尺上游码的重心到支点刀丸的距离，mm；Q0、P0—天平空载左、 右盘悬挂系统的质量，g；Q、P—天平全载时左、 右盘全载荷砝码质量，g；hm—支点刀刃与两重点刀刃所在平面之间的距离，mm；λ—标牌上一个分度的宽度，mm。从式（1）可以看出，以上因素都与灵敏度有关。但就一般情况而言， 对于某一确定型号的天平，其臂长、指针长度、横梁的质量和分度的宽度都是确定不变的， 故影响天平灵敏度的因素主要是悬挂系统的质量以及载荷（Q0+Q+P0+P）、重心距hc和刀子吃离线hm。

1.重心距hc的影响

由式（1）可知，重心距hc与灵敏度成反比，即hc值越大（重心在支点下越低），天平的灵敏度越低；反之，hc值越小，灵敏度越高。 但是调整天平灵敏度时要兼顾天平的稳定性，不能无止境地提高横梁重心位置。

2.悬挂系统的质量以及载荷（Q0+Q+P0+P）和刀子吃离线hm的影响

天平在等臂的状态下，式（1）中，设hc不变，若hm= 0，即3个刀的刀刃在同一个平面上，称为“平线”，则式

（1）变为

al En= λRhc

此时，载荷对天平灵敏度不产生影响，空载与全载的灵敏度一致。 但实际上这种天平是不存在的，因为3把刀刃即使在同一水平线上， 由于载荷的增减作用使横梁和刀子产生不同程度的弹性形变， 将使3把刀刃不可能在同一水平面上，即hm≠0，所以灵敏度总要随载荷的增减而变化。

hc 不变 ，若hm<0，即两边刀刀刃的连线在中刀的上方， 称为 “ 吃线 ”， 则（Q0+Q+P0+P）hm<0， 由式（1）可知，hm越大，（Q0+Q+P0+P）hm+Rhc+Ghe越小，灵敏度与载荷成正比增加， 即天平的全载灵敏度将大于空载灵敏度。

设hc不变，若hm>0，即两边刀刀刃的连线在中刀刃的下方，称为“离线”，则（Q0+Q+P0+P）hm>0，由式（1）可知，hm越大，（Q0+Q+P0+P）hm+Rhc+Ghe越大，灵敏度与载

荷成反比关系，即天平全载的灵敏度将小于空载的灵敏度。

可见，空载灵敏度和全载灵敏度不一致，主要是由3把刀刃位置决定的。 当三刀刃处于吃线状态时，随着悬挂系统和载荷越重，灵敏度越来越高。 但是如果称量物的重量超过一定的限度，在力的作用下由于刀口的磨损、刀盒位置的微小位移或承载时横梁轻微变形等诸多原因，天平逐渐往离线的方向转变，这样天平的灵敏度又会逐渐降低。 直到三刀刃在一条直线上时，这就是我们所要求的理想状态，灵敏度不受称量影响。 随着悬挂系统和载荷增加，形变依然继续，最终三刀刃保持在离线状态，所以大多数天平经过一段时间使用，天平灵敏度均会有所下降。

二、实例分析

1.检定数据分析

参照JJG98-2006《机械天平检定规程》的要求，在工作中以实际检定TG328A的数据为例，根据表1中的检定数据可知：

左盘空秤灵敏度分度数：

n01=｜I2-I1｜=｜-89.1-0.0｜=89.1分度

右盘空秤灵敏度分度数：

n02=｜I7-I6｜=｜77.8-（-0.7）｜=78.5分度

左盘全秤灵敏度分度数：

np1=｜I5-I4｜=｜-103.9-（-24.2）｜=79.7分度

右盘全秤灵敏度分度数：

np2=｜I9-I8｜=｜50.2-（-22.6）｜=72.8分度

（1）n01＞np1，即空秤灵敏度高于全载灵敏度。 由前述可知，这是三刀离线。 反之，则为三刀吃线。

（2）n01＞n02、np1＞np2，即左右盘灵敏度不一致。 主要是由于两边刀与中刀刃不在同一水平面，即一边刀的刀刃高于中刀刃，而另一边刀的刀刃低于中刀刃。 此时边刀高的一边灵敏度较大， 低的一边灵敏度较小，则该天平即是左边刀高于右边刀。

（3）n01、np1 均小，达不到要求。 可知是横梁重心在支点下方偏低位置。 反之，说明横梁重心在支点下方偏高位置。

2.实例调修

（1）吃离线与左右盘灵敏度不一致综合调修由上述分析可知，该天平既存在离线情况，又有两边刀不在同一水平面上的现象， 因此若要使天平两边刀高度一致，又要使中刀缝宽度合适，则应将天平右边

刀盒的位置向上调整。 调整时将天平横梁取下，用小扳手松开天平右边刀盒下中间的降刀螺丝， 再拧紧两边的升刀螺丝，且两螺丝拧紧的幅度应基本相等，中间螺丝放松的幅度和两边的螺丝拧紧的幅度也要基本一致，然后将天平横梁和悬挂系统安装好，调整天平横梁

上的右平衡砣使天平零点处于标准刻线处， 再检测天平的空载与全载灵敏度（表 1 中 1~5 步），直到空载与全载灵敏度一致为止，即天平刀线为平线时。

但是要调整到什么位置才能使三刀处于平线状态，可以由式（2）把要调整的机械位移量通过天平分度数的改变量进行量化计算。

应用式（2），在调修过程中有利于掌握升降刀的调整分寸，而且可以在空载位置上进行，无需取放砝码。 实际的操作即是经上述调修后直接测量天平空载分度灵敏度（表1中1~2步），若达到95.3分度即可停止调整，此过程中无需检定天平的全载灵敏度，减少了调修次数。 因此，只有根据具体情况确定调整两边刀刃或一边刀刃， 同时使用量化公式简化调修次数，才能保证准确且快速地调整灵敏度。

（2）重心位置的调整从检定数据中还可以发现天平存在左臂短于右

臂的情况，因此可以在调修过程中将右偏差螺丝顶向右边刀盒，以加长右臂。 具体操作及量化计算，在此不具体表述。

在空载和全载灵敏度一致及其他计量性能正常的情况下，通过将重心砣上升使天平分度灵敏度升至100 分度 ，重心砣每转动 1 周 ，可以改变 8 个分度左右。 但是，重心砣的调整范围应在重心螺丝（1/2～3/5）范围内进行，如果超过，应该更换合适的重心砣。

3.调修结果检查

对该天平参照JJG98-2006的要求， 重新进行检定，测得如表2所示数据，已知m*r=10mg，e标 =0.1mg，故