一、实验目的1．熟练掌握托盘天平的使用方法。2．学习分析天平和电子天平的使用方法。3．学会用直接法和减量法称量样品。二、天平的构造及工作原理（一）托盘天平托盘天平是实验室粗称药品和物品不可缺少的称量仪器，其最大称量（最小准称量）为1000g（lg）、500g（0.5g）、200g（0.2g）、100g（0.1g）。托盘天平构造如图3—1所示，通常横梁架在底座上，横梁中部有指针与刻度盘相对，据指针在刻度盘上左右摆动情况，判断天平是否平衡，并给出称量量。横梁左右两边上边各有一秤盘，用来放置试样（左）和砝码（右）。（二）分析天平分析天平是指具有较高灵敏度、最大称量量在200g以下的精密天平。常见的一类精密天平是无光学读数装置的空气阻尼天平，也称普通标牌天平;另一类是具有光学读数装置的等臂、不等臂电光天平，也称为微分标牌天平。其称量加砝码方式又分为全自动机械加码和半自动机械加码两种。现以实验室常用的半自动机械加码等臂天平为例，介绍分析天平的原理、结构和使用方法。1．天平的称量原理和分级半自动机械加码天平是根据杠杆原理设计制造的。表3—1天平的精度与级别图3—2精密天平结构示意图（2）立柱空心立柱是横梁的起落架。柱顶嵌有玛瑙平板一块，配合横梁支点刀形成杠杆支点，柱上装有可升降的托梁架，天平不用时托起天平梁，使三刀口脱离接触。（3）悬挂系统①吊耳:吊耳位于天平梁两端，其下面中心处嵌有玛瑙平板。称量时，该平板与横梁两侧承重刀接触。悬吊起称盘。圈码承重片附加于右侧吊耳之上。②秤盘:供放置砝码或称量物用，称量时悬挂于吊耳钩上，不称量时由盘托托起。③阻尼器:由内、外筒组成，外筒固定于支架上，内筒悬挂于吊耳钩上，置于外筒之中。天平开启时，内筒与吊耳、秤盘同步移动。由于两筒内空气阻尼作用，使天平很快达平衡状态。（4）天平升降枢是天平的制动系统，位于天平台下中部，与托梁架、盘托和光路电源相连接，由天平启动旋钮控制调节。顺时针开启时，托梁下降，三刀口与相应平板接触，光电源接通，天平处工作状态。反之天平处于停运行状态。（5）光学读数系统横梁的指针下端装有缩微标尺，工作时，光源通过光学系统将此缩微标尺放大，再反射投影于光屏上。若标尺投影零刻度线与光屏上中垂线重合，则天平处平衡位置。（6）自动加码装置半自动天平的此装置一般位于天平之右上部，转动加码指数盘，即可直接向天平梁上加10~990mg的圈码。（7）天平箱天平箱用于保护天平不受环境条件影响。箱两侧玻璃拉门，供取放砝码和称量物质用。箱底部有三只支承脚，前边两脚可调动，供调节天平水平用，天平立柱上端固定有水平泡一只，供观察天平的水平状态。（8）砝码半自动天平配备有一盒砝码。砝码是衡量质量的标准，应定期检查标定。影响天平灵敏度的因素很多，首先是天平三个玛瑙刀口的锐利程度；其次天平梁的重量W，梁的重心位置，天平臂的长度L，以及天平的负载状态都影响到天平的灵敏度。天平臂愈长，天平梁愈轻，其重心愈高则天平愈灵敏。在天平一定的条件下，可通过调节重心螺母位置，改变天平灵敏度。但应注意，过高的调节重心，会引起天平臂摆动难以静止，反而降低了天平的稳定性。一般常量电光天平的灵敏度应为10分度/毫克，或分度值S＝0.1毫克/分度即可。（2）示值变动性示值变动性（ΔL)的大小反映了天平的稳定性，也代表着称量结果的可靠程度，即准确度。它是指在同等的天平平衡条件下（空载或全载），多次反复开启天平、观测天平指针位置的重现性大小，若以LO、LP表示空载、全载时天平指针移动分度值，则变动性为:空载时：ΔL0=L0（最大）－L0（最大）全载时：ΔLＰ=LＰ（最大）－LＰ（最大）显然对于一架天平，其ΔL值愈小，测量准确度愈可靠。但由于天平本身结构和测量时环境条件变动的影响，天平示值变动性总是存在的。我们只能要求天平的示值变动性应小于该天平的感量，这样才能实现准确的称量。（3）不等臂性误差由天平的不等臂性引起的称量误差，是仪器本身的系统误差。当天平两臂长分别为L和L＋ΔL时，若天平处中心平衡位置，则椐杠杆原理所称之物重必不等，分别为W+ΔW和W，则有：L·（W+ΔW）=（L+ΔL）·W变换后有（三）电子天平电子天平如图3—3所示，其称量是依据电磁力平衡原理。称量通过支架连杆与一线圈相连，该线圈置于固定的永久磁铁——磁钢之中，当线圈通电时自身产生的电磁力与磁钢磁力作用，产生向上的作用力。该力与称盘中称量物的向下重力达平衡时，此线圈通入的电流与该物重力成正比。利用该电流大小可计量称量物的重量。其线圈上电流大小的自动控制与计量是通过该天平的位移传感器、调节器及放大器实现。当盘内物重变化时、与盘相连的支架连杆带动线圈同步下移，位移传感器将此信号检出并传递、经调节器和电流放大器调节线圈电流大小，使其