浅析TN—B型精密扭力天平的检定与调修

摘 要：扭力天平是一种利用弹性材料形变所产生的力矩与被称量物体的重量所产生的力矩平衡的原理制作的仪器。本文以TN-B型精密扭力天平为例，综述了扭力天平的检定以及常见的问题，并给出了调修的办法。在扭力天平使用和保养上也提出了一点见解，以期对扭力天平的检定和操作人员提供一些经验帮助。

关键词：扭力天平 检定 调修

中图分类号：TB9 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（b）-0111-01

TN-B型精密扭力天平利用了弹性材料形变所产生的力矩与被称量物体的重量所产生的力矩平衡的原理对物体重量进行测量。不使用砝码、操作简便，称量速度快等是TN-B型精密扭力天平的特点。它广泛应用于纺织工业中棉纤和化纤的物理性能的测定以及电子工业中钨丝等材料线径的测定。长期使用、搬动以及不注意正确操作等都容易出现一些故障，这都影响了测试准确性，甚至还会损坏天平。下面就以最大秤量50 mg，d=e=0.1 mg的TN-B型天平为例，F1等级砝码为标准器，介绍一下TN-B型精密扭力天平的检定与调修。

1 扭力天平的检定

（1）空载示值重复性检定。

①开启天平，调整天平零位，让核验指针指在核验标线位置上。如有不重合的现象，则转动读数指针使其重合。读取读数指针与零位的偏离量Ⅰ01，精确到0.01 mg。（2）在完成天平示值误差和加载卸载示值重复性检定后，此时需要再连续进行两次空载示值重复性Ⅰ02、Ⅰ03的检定。（3）取三次偏离量的最大值和最小值之差为空载示值重复性检定结果△Ⅰ0，其允差不大于0.05 mg。

（2）天平的示值误差、加载卸载的重复性误差、灵敏度的检定。

①灵敏度的检定：空载状态下开启天平，先确认核验指针与核验标线重合。然后，将读数指针向它所在位置的任何一侧，转动一个分度。这时的核验指针与核验标线的偏离量S，应大于0.4 mm（在实际检定中相当于核验标线的1/3）。②示值误差的检定：按5 mg、15 mg、25 mg、45 mg、50 mg五个检定点分别进行加载和卸载的检定，记录示值Ⅰ1和Ⅰ2，计算各点与标准砝码的质量差值，分别得到加载和卸载的示值误差共10个，取其中绝对值最大的一个误差E为天平的示值误差，其结果应在（-0.10～+0.10）mg范围内。③加载卸载示值重复性的检定，与示值误差的检定同时进行。由此得到五个检定点的加载卸载示值重复性△Ⅰp，其计算公式为：△Ⅰp=︱Ⅰ1-Ⅰ2︱，然后取其中的最大值为加载卸载示值重复性结果，其允差不大于0.10 mg。

2 天平常见的故障及其调修

TN-B型精密扭力天平常见故障主要由横梁组件、轴心组件和制动组件的零件损坏、装配不当等原因为主。

（1）跳针。跳针是开关天平时，平衡指针前后跳动的现象。

①横梁是由两片簧片悬吊的，天平关闭后支撑脚正好托住横梁。支撑脚将横梁托得太高，会使片簧弯曲。在开关天平时，横梁就会产生晃动现象，也就是跳针。对于这种现象，将支撑脚弯曲或夹直，使其正好托住横梁，就可。②开关旋钮没有与外壳平面贴紧。启闭天平时开关轴前后窜动，引起启升导板升降行程变化，产生跳针。此时，只要顶住开关轴后端，将开关旋钮与外壳平面贴紧，固定即可。

（2）带针。带针是由于制动轴不灵活，平衡指针先倒向一侧，然后才左右均匀摆动的现象。

①如果启升导板装配不当，在开关天平时，就会有扭动现象的发生。对于这种原因，仅需要调整启升导板的两块压板的松紧程度，消除其扭动现象。②两停针叉高度不一致，就无法把横梁托平，在开启天平时，他们不能同时离开横梁。这种情况也会发生带针。此时，可以用左右扳动停针叉的办法，使停针叉在开启天平时能同时离开横梁即可。③停针叉与横梁接触处污渍的吸附力，以及接触部位毛刺等引起的制动轴不灵活等情况，也会造成带针。对此用蘸有无水乙醇的布对接触处进行清洁处理并在连接处加适量润滑油即可。对于各个连接处的毛刺，用锉刀修锉并用酒精擦拭干净即可。

（3）擦靠。是指天平开启后，平衡指针不动的现象。

①衡量调节臂弯曲与外壳相碰：将横梁矫正，让衡量调节臂弯曲、与外壳分开即可。②阻尼片和阻尼筒之间摩擦：调整阻尼筒的位置，让阻尼片和阻尼筒间的间隙均匀一致即可。④平衡指针与限位玻璃桩间的擦靠：将指针扳到限位玻璃桩的中间即可。⑤平衡指针与刻度盘之间的擦靠：将平衡指针扳正，确认指针与刻度盘间有1 mm的距离。

（4）灵敏度过高或过低。长时间使用会天平就会有灵敏度过高或过低的现象。

①因为横梁组件都是金属件，时间久了就会氧化或者老化，将会使天平灵敏度过低。针对这种情况，用细沙皮轻轻的把氧化的地方打磨干净。同时调节感量螺丝，直至灵敏度符合最大允差要求。②长时间使用，横梁重心会发生变化。只需调节横梁下部的重心调节铊，使其灵敏度恢复正常。

（4）示值变动性超差。天平使用年久，就会产生平卷簧氧化、老化，或者形状不规则等问题，最后导致了示值超差的现象的发生。示值变动性超差也是扭力天平最主要的修理环节。

①出现示值超差。首先要检查平卷簧是否不在同一平面内。调整平卷簧，使其在同一平面内，并用铅垂再进行测试直至调节好。②示值都是负差，且负差示值随载荷增大而增大。这主要是由平卷簧力矩过大造成的，只要适当增长平卷簧的长度就可以解决。③示值都是正差，且正差值随着载荷增大而增大。这主要是由平卷簧力矩过小而引起的。此时，只需要将平卷簧桩头拔出，并适当缩短平卷簧的长度，即可消除或减小正差。④示值有正有负。平卷簧形状不规则，圈与圈之间的间隙不均匀会引起这种情况。在调整时，应先调整内圈。平卷簧轴心到平卷簧外桩的径向线与内圈的交点是平卷簧的线性矫正点。将矫正点依次均匀分布，然后按照各点示值超差情况，对平卷簧的线性进行调整。如果示值为正差，表明矫正点到平卷簧轴心的曲率半径较大，就要减小曲率半径。如果示值为负差，说明此时的曲率半径较小，只需增大曲率半径即可。

3 结语及保养

TN-B型精密扭力天平是一种较精密的称量仪器，使用时要严格按照操作规范进行操作。同时也要对其进行必要的保养，如：使用完后应将读数指针恢复零位，以免游丝长期处于疲劳状态；在移门内放置吸潮剂，防止潮湿对天平的影响；及时清理称盘周围的残留物，以防潮气和灰尘等侵入；移动或长期闲置时，应将天平称盘取下；在出现问题时应积极地送检维修。

参考文献

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