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九、電子天平的使用

電子天平是一種新型天平,常見的有直立式與頂載式兩種,在分析中常用的是精度為0.1mg的直立式電子天平。

1.稱量原理

為了便于分析,將天平傳感器的平衡結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為一杠桿,如圖1-30所示。

圖1-30 電子天平稱量原理示意圖

杠桿由支點(diǎn)O支撐,左邊是秤盤,右邊連接線圈及零位指示器。零位指示器置于一固定位置,天平空載時(shí),杠桿始終趨于某一位置,即天平零點(diǎn)。當(dāng)天平加載物體時(shí),杠桿偏離零點(diǎn),零點(diǎn)指示器產(chǎn)生偏差信號(hào),通過放大和PID(比例、積分、微分調(diào)節(jié))來控制流入線圈的電流I,使之增大,位于磁場(chǎng)中的通電線圈將產(chǎn)生電磁力F,由于通電線圈位于恒定磁場(chǎng)中,所以電磁力F也相應(yīng)增大,直到電磁力F的大小與加載物體的重量相等,偏差消除,杠桿重新回到天平的零點(diǎn)。即恒定磁場(chǎng)中通過線圈的電流強(qiáng)度I與被測(cè)物體的質(zhì)量呈正比,只要測(cè)定流入線圈的電流強(qiáng)度I,就可知被測(cè)物體的質(zhì)量。

2.電子天平的構(gòu)造及使用方法

以上海恒平科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)的FC204型電子天平為例,簡(jiǎn)要介紹電子天平的使用方法。

FC204型電子天平的外形結(jié)構(gòu)如圖1-31所示。

圖1-31 FC204型電子天平的外形及控制板

1—天平門;2—天平盤;3—水平調(diào)整腳;4—水平泡;5—M鍵;6—C鍵;7—1/O鍵;8—顯示屏;9—TARE鍵

(1)調(diào)整水平

觀察水平儀,如水平儀水泡偏移,需調(diào)整水平調(diào)整腳,使水泡位于水平儀中心。

(2)校準(zhǔn)

天平安裝后,第一次使用前,應(yīng)對(duì)天平進(jìn)行校準(zhǔn)。因存放時(shí)間較長、位置移動(dòng)、環(huán)境變化或?yàn)楂@得精確測(cè)量,天平在使用前一般都應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)操作。其具體方法如下:

①接通電源將天平預(yù)熱30min;

②從秤盤上取走任何加載物,按“TARE鍵”,清零;

③待天平穩(wěn)定后,按“C鍵”,顯示屏上顯示C后,輕輕將校準(zhǔn)砝碼放置秤盤中央,關(guān)閉天平門;

④當(dāng)聽到“嘟”聲后,即顯示校準(zhǔn)砝碼值,然后取出砝碼,天平校準(zhǔn)完畢。

(3)稱量

按“TARE鍵”,顯示為零后,置被稱物于秤盤上,待數(shù)字穩(wěn)定后,即可讀取所稱物品質(zhì)量。

(4)去皮稱量

按“TARE鍵”清零,置容器于秤盤上,天平顯示容器質(zhì)量,再按“TARE鍵”,顯示為零即去皮重。再置被稱物于容器中,或?qū)⒈环Q物(粉末狀物或液體)逐步加入容器中直至達(dá)到所需質(zhì)量,這時(shí)顯示的是被稱物的凈質(zhì)量。將秤盤上所有物品拿走后,天平顯示負(fù)值,按“TARE鍵”,天平顯示0.0000g。

(5)結(jié)束工作

稱量結(jié)束后,按“1/鍵”關(guān)閉顯示器。如果當(dāng)天不再使用天平,應(yīng)拔下電源插頭。

3.稱量方法

(1)增量法(直接法)

此法常用于稱量不易吸水,在空氣中穩(wěn)定的試樣。在分析天平容器中用藥匙逐漸加入所要稱量樣品,天平數(shù)字顯示屏一直處于增大狀態(tài),直到目標(biāo)質(zhì)量為止。

(2)減量法(差減法)

主要針對(duì)的是一些易揮發(fā)、易氧化或容易吸收空氣中的水或二氧化碳等物質(zhì)的樣品,該樣品應(yīng)放在干燥密閉的器皿中,待稱量時(shí),將其放置于稱量瓶中,先將稱量瓶及藥品總質(zhì)量記錄下來(取用時(shí)要注意,戴上手套或是用紙握住瓶蓋和瓶身,以免手部汗?jié)n等污染稱量瓶,使之稱量不準(zhǔn)確),再用稱量瓶蓋子的側(cè)面敲擊稱量瓶外壁口,藥品用容器盛接,敲擊出少量藥品后,將稱量瓶蓋重新放到瓶身并保證密封(注意要回敲,即敲取一定藥品后將未敲出的、粘在內(nèi)壁磨口處的藥品回敲回來,注意瓶蓋不要沾污到藥品,以免引入稱量誤差),用天平稱量并讀取讀數(shù),用最初讀數(shù)減去當(dāng)前天平讀數(shù)就是現(xiàn)在已被敲擊出的樣品的質(zhì)量,反復(fù)操作直到想取的樣品質(zhì)量為止。

注意:如果用電子天平進(jìn)行分析稱量時(shí),則必須用減量法稱量;如果在合成過程中,用電子天平稱取微量反應(yīng)物時(shí),可以用增量法。

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