在等臂(bì)天平中,空秤時和秤盤上加有相等載荷時(shí)的平(píng)衡位(wèi)置相同,如果(guǒ)平衡位置不同,那就是天平臂比不(bú)正確。由於臂比不正確(què)而產生了不等臂(bì)性誤差,也叫偏差。
一、偏差的產生
天平不等臂性誤差的表達式為:
y=Q×Δα/α
其中:y——不等臂性誤差;Q——天平的載荷;Δα——天平兩臂長度之差;α——天平臂長值。
對等臂天(tiān)平來說,最大秤量值及天平臂長值為定值(zhí)。由上式可知:天平不(bú)等臂誤差(偏差)y與天平兩臂長度之(zhī)差Δα成比例。也就是說,天平偏差主要是由臂差引起的(de)。
引起臂差的主要原因有以下三個方(fāng)麵:
第一,由於製造(zào)時選用的材料(liào)不穩定,材料的(de)老化(huà)處理(lǐ)(時(shí)效處理)不充分,生產工人的裝配技術水平影響以及裝配應力的釋放差(chà)異(yì)等使得(dé)天平兩臂比例(lì)不能達到嚴格要求而產生臂差。
第二,天平室內溫度或天平兩臂(bì)受熱不均勻,致使天平臂比改(gǎi)變而產生(shēng)臂差。
有數據表明:兩臂受熱差僅0.2℃就會導致較大的不等臂誤差。如果(guǒ)天平橫梁(liáng)是鋁質材(cái)料則(zé)線脹係數更大,由此引起的誤差會更嚴重。因此(cǐ),在天平使用(yòng)、檢定過程中(zhōng),應保持室溫相對穩定,不(bú)使天平(píng)單邊受熱(rè)是很必要的。
第三,當升刀或(huò)降刀以調節天平吃離線時也會產生臂差。
精測天平吃離線,就必須將天平的偏差(chà)調到接(jiē)近規程要求。當天平的空秤分度數和全秤分(fèn)度數相差比較(jiào)多時,需要升降(jiàng)邊刀調整。當升刀或降刀後,天(tiān)平也會產生臂差。
二、故障的排除(chú)
對TG328A和TG328B型(xíng)天平來(lái)說,按檢定(dìng)規程規定新製造和修理後的天平不等臂誤差小於3個分(fèn)度,即(jí)兩臂相(xiàng)差0.105μm不會超出要求。對於這樣小的數值,用曲尺是難以測量的。因此(cǐ),在天平偏差的調整中,更(gèng)難以操作,需要反複(fù)進行(háng)若幹次才能將偏差調整在允差範圍內,每調一次偏差就(jiù)分別測(cè)試一次空秤和全(quán)秤平(píng)衡位置,把等重砝碼取下(xià)放上,並(bìng)需多次啟動天平。顯然采用這種方法調整天平不太方便。因此,探討一種簡便的調整偏差方法在實際操作中很有必要。
由表達(dá)式y=Q×Δα/α可知:同一型號天(tiān)平臂差(Δα)、臂長(α)為定值,天平偏差與載荷成(chéng)正比,即天平空秤分度值比全(quán)秤分度值改變要少得多。當分別測得(dé)天平空秤和全(quán)秤平衡位(wèi)置後,對橫梁較短臂進行調整(伸長短臂(bì)),即Δα減小,使全秤平衡位置向(xiàng)空秤平衡位(wèi)置靠近時,再測空秤的平衡位置,隻不過改變的(de)分度數比全(quán)秤少得多。可以設想,如果調整得(dé)當,全(quán)秤平衡位置正好與空秤的平衡位置重合在一起(qǐ),這時偏差為零,即Δα=0。將重合點位置計算出來,我們(men)隻(zhī)要伸長短臂把空(kōng)秤或全秤平衡位置調(diào)到這個點即可。
由於同一型號天平懸掛係統的(de)質量相差很小,因(yīn)此我們可以認為同一型號的天平懸掛係統的質量與天平最(zuì)大秤量值為定值。我們在調修天平偏差實踐中(zhōng)探索出來一個經驗公式:
Lop=Lo+K×(Lo-Lp)
其中:Lop——空秤和全秤平衡位置的重合點;Lo——測試時空秤平衡位(wèi)置;Lp——測試時(shí)全(quán)秤平衡位置;K——天平懸(xuán)掛係統質量與天平最大秤量比值。
通過(guò)測試知道:TG328A型天平K=0.639;TG328B型天(tiān)平K=0.558。這樣隻要知道同一型號天平K值,而進行天平偏差調(diào)修(xiū)時,隻測空秤平衡位置Lo和全秤(chèng)平衡位置Lp 。則根據公式計算出來應調到空秤和全秤平衡位(wèi)置(zhì)重合點Lop附近(jìn)處,然後伸長短臂一(yī)側偏差螺釘,不用反複加上拿下等重砝碼(mǎ)就可以調到規定(dìng)允(yǔn)差範圍之內(nèi)。
實踐操作中,通常使空秤平衡位(wèi)置調零,即Lo=0.0分度。利用經驗公式(shì):Lop=K×(-Lp)。隻需測出全秤(chèng)平衡位置(zhì)Lp便可以計算出空秤和全秤平衡(héng)位置重合點Lop,然後伸長短臂一側偏差螺釘就可以調到規程允差範圍之內(nèi)。
嚴格地說,這(zhè)個經驗公(gōng)式中K值並不(bú)十分精確,隻適用(yòng)分度(dù)數符合規程要求的(de)天平,而(ér)且剛調整過的偏差螺釘其應力沒有消除而存在暫時的變(biàn)動性。在(zài)實際(jì)測試調整時可(kě)能計算結果略有出入,仍可能超差,但這時偏差不會太大,稍微調整即可達到規程要求。
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