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调整 TG328 天平臂长的方法和技巧 |
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点击次数:512 更新时间:2018-06-27 |
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调整 TG328 天平臂长的方法和技巧
TG328 系列机械天平是各工矿企业、科研单位试验室中常用的精密称量仪器。其检定分度值 e 等于实际分度值 d,即 e=d=0.1mg,指针下端的微分标尺通过光学器件投影在显示屏上,显示屏正 中央有一条可随调零杆左右移动的竖直刻线(其移动幅度约为 6 分度),可使之与微分标尺上的“0” 标线重合。当天平指针满偏转时的正式分度数为 100d,对应量值为 10mg。 天平检定人员在定期检修、检定过程中,经常需要对横梁不等臂性误差进行调整,即“调臂长”。 这是天平检修、调试过程中较为繁锁而又难于掌握的技术之一。 在非自动天平检定规程中对天平的横梁不等臂性误差计算公式为: Y=±m * k /2S p ±[( L 3 +L 4 ) /2– ( L 1 +L 2 ) /2] ( 1) 式中:m * k ,为交换等量砝码之后在较轻的称盘上所加的标准小砝码k的折算质量值;S p 为天 平全载分度值。 计算公式中正负号选取的规则:若小砝码加在左盘,m * k /2ep项前为正号,反之为负号。当平 衡位置L2 相对于L1 代数值增大时,则方括号前面取负值,反之取正值。 对天平检定人员来说,如果按照规程的步骤进行调整及检定,假设测得的数据如下: 秤盘上的载荷 顺序 左盘 右盘 平衡位置 1 0 0 0 2 P 1 P 2 –3.3 3 P 2 P 1 (k) –2.1 4 0 0 0.4 从上表的数据中很难直接估算出臂长的误差是多少,必须通过计算: Y=–m * k /2S p +(L 3 +L 4 )/2–(L 1 +L 6 )/2 将m * k =2.00mg及相关数据代入得: Y =–2.000/2*0.1+(–3.3–2.1)/2–0.2 =–10–2.7–0.2 =–12.9(左臂长) 分析:由于需要使用小砝码 k,每调整一次,就要计算一次,然后再调整、再计算,费时费力。 而且这种方法没有明确的调整量,很难把握,不适合于现场检定。 笔者通过工作中的分析、总结,了一套、便捷的调整精密天平臂长的工艺方法,姑且 取名“预知法”,自一九九七年沿用至今,效果很好。下面以 TG328A 型双向标尺天平(左边重显 示负值,右边重显示正值)为例介绍如下,供大家参考。 说明:假设该天平的机械性能和其它方面的计量性能均己符合要求,只是不等臂性差。 要点一:常备一对选配好的 200g三等砝码(俗称等量砝码),两者之间的质量差值应在 0.4~1mg 之间,以 0.8mg为合适(为的是在调整TG328B及TG528 天平时也能适用)。设较重的一个为P 1 ,另 一个为P 2 ,并做好标记。 依据:检定规程中的表 4,对新生产、修理后的天平,横梁不等臂性误差 Y 的允差值为±3d。 要点二:由于调试中不再使用标准小砝码k,故m * k =0。 则式(1)简化为: Y 1 =(L 3 +L 4 )/2–(L 1 +L 6 )/2 (2) 如果零位不差,由于数值较小,暂且忽略不计,则上式又可简化为: Y 2 =(L 3 +L 4 )/2 (3) 即“不等臂性误差”值近似等于“交换等量砝码前后两次读数的代数和的一半”; 调试前的分析: 设不等臂性误差Y=0,L 1 =0,L 6 =0, 根据式(3)得Y=(L 3 +L 4 )/2,即:L 4 =–L 3 ; 设所使用的等量砝码质量差值为 0.8mg,在Y=0,L 1 =L 6 =0 的情况下,L 3 的理想值用L 0 表示,即: L 0 =-0.8mg÷0.1=-8d。 以此作为臂长调整的参考点。即在理想状态下L 3 的示值应为-8d,两砝码交换后,L4 的示值应 为: L 4 =-L 3 =-(-8)=8d。 等量砝码交换前后,两次读数的值之和为: L m =|L 4 |+|L 3 |=|8|+|–8|=16d 如果将P 1 、P 2 分别放在左、右两秤盘的中心,开启天平后可能会出现两种情况: (1)若示值为L 3 =-18d,则偏差值为:ΔL=L 3 –L 0 =-18–(-8)=-10d,说明左臂较长; (2)若示值为L 3 =+2d,则偏差值为:ΔL=2–(-8)=10d,则说明右臂较长。 调试步骤: 一、首先,将空秤零位调好,即使L 1 =0.0,而且经过 2~3 次开、关,确认示值变动性不差。 二、将P 1 、P 2 分别放在左、右两秤盘的中心,开启天平,读取示值后关闭。 三、保持P 1 、P 2 ,用方口小扳手将右侧臂长调节螺钉向外或向内微旋(调整量的多少有赖于感 觉和经验的积累,动作力求稳、准、轻、缓,只要手指感到螺钉己被略微扳动即可),调整的原则 目标是:以-8 为原点,出多少分度就朝相反方向调多少分度。 对第(1)种情况,调整的目标值是: L 3 后 =L 0 +∣ΔL∣=-8–(-10)=2d(±2d); 对第(2)种情况,调整的目标值是: L 3 后 =L 0 +∣ΔL∣=-8–10=-18d(±2d)。 (说明:之所以将目标值的公差设定为±2d,是因为考虑到臂长的允差值为±3d,以及零位影响± 1d。) 开启天平,察看调整的效果。一般需反复调整若干次,直至达到目的后关闭天平。下面以第(1) 种情况为例进行说明,第(2)种情况道理相同而方向相反。 四、取下P 1 、P 2 。调整空秤零位。按步聚(3)再次测试和调整。比如示值为:L3 3 =-10d。 五、交换P 1 、P 2 。将P 2 、P 1 分别放在左、右两秤盘的中心,开启天平,这时,标尺必然偏向右 边,而且其平衡点是可预知的,即:L4≈2×8d–10d≈6d,读取实际示值,比如:L4=6.2d,然后 关闭天平。 分析及判断: 1、将P 1 、P 2 分别放在左、右两秤盘的中心,开启天平,L 3 的读数应在-8±3d的范围内。因为 Lm=16d, 当L 3 =-11 时,L 4 约为 5,Y 2 =(-11+5)/2=-3d 当L 3 =-5 时,L 4 约为 11,Y 2 =(-5+11)/2=3d 只有控制好L 3 值的范围,才能确保Y 2 在±3d的范围之内,如果出范围值,则需重新调整。 情况(1):L 3 的示值在范围之内,读数为:L 3 =-10d,初步估算不等臂性误差: 方法一:Y 2 =L 3 –L 30 =-10–(-8)=-2d;或用 方法二:将L 4 =L m +L 3 =16+(-10)=6d代入式(3)得 Y 2 =(-10+6)/2=-2d; 2、将P 2 、P 1 分别放在左、右两秤盘的中心,开启天平,读取L 4 的示值,应在(8~5)±2d范围 内,L 4 的读数估算: L 4 =L m +L 3 =16+(-10)=6d 关闭天平。 3、取下P 2 、P 1 ,读取空秤平衡位置,关闭天平。 4、横梁不等臂性误差验算。 通过以上粗调和估算,可以初步判定横梁不等臂性误差在允许范围之内,如检定过程数据记录 如下: 秤盘上的载荷 平衡位置 顺序 左盘 右盘 L 1 0 0 0.0 2 P 1 P 2 -9.5 3 P 2 P 1 +6.5 4 0 0 +0.4 Y=(L 3 +L 4 )/2–(L 1 +L 6 )/2 =(-9.5+6.5)/2–0.2=–1.5–0.2=-1.7d(左臂稍长) 与不等臂性误差估算值-2d 基本相符。 情况(2):L 3 =-6d,初步估算不等臂性误差: 方法一:Y+=L=-L 30 =-6–(-8)=2d;或用 方法二:将L 4 =L m +L 3 =16+(-6)=10d代入式(3)得 Y 2 =(-6+10)/2=2d; 如果Y 2 大于 3d,重新进行第 3~5 步调整。 2b、将P 2 、P 1 分别放在左、右两秤盘的中心,开启天平,读取L 4 的读数,应在(8~5)±2d范 围内,L 4 的读数估算:L 4 =Lm+L 3 , L 4 =16+(-6)=10d 关闭天平。 2c、取下P 2 、P 1 ,读取空秤平衡位置,关闭天平。 2d.横梁不等臂性误差验算 通过以上粗调和估算,可以初步判定横梁不等臂性误差在允许范围之内,检定过程数据记录如 下: 秤盘上的载荷 顺序 左盘 右盘 平衡位置 1 0 0 0 2 P 1 P 2 -6.2 3 P 2 P 1 +10.4 4 0 0 +0.2 Y=(L 3 +L 4 )/2–(L 1 +L 6 )/2 =(-6.2+10.4)/2–(0+0.2)/2=2.1–0.1=2.0d(右臂稍长) 与不等臂性误差估算值 2 d 基本相符。 总结: 1.按上述方法在反复调整臂时,不需调整零位,根据计算的偏差调整,有目标、有方向的进 行,直至达到要求为止,减少了反复调零的时间。 2.当P 1 –P 2 =-0.8mg,将P 1 、P 2 分别放在左、右两秤盘,只要L 3 的读数在(-11~-5)d范围内; 交换后L 4 的读数在(5~11)d范围内,就可以初步认为“不等臂性误差”基本上符合要求,可以转 入下一步检定工作。 3.此法对其它型号的 100g~500g 各级机械天平也同样适用。 本文出自:柳州钢铁(集团)公司 宁 健 |
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