調(diào)整 TG328 天平臂長的方法和技巧

TG328 系列機(jī)械天平是各工礦企業(yè)、科研單位試驗(yàn)室中常用的精密稱量儀器。其檢定分度值 e
等于實(shí)際分度值 d，即 e=d=0.1mg，指針下端的微分標(biāo)尺通過光學(xué)器件投影在顯示屏上，顯示屏正
中央有一條可隨調(diào)零桿左右移動(dòng)的豎直刻線（其移動(dòng)幅度約為 6 分度），可使之與微分標(biāo)尺上的“0”
標(biāo)線重合。當(dāng)天平指針滿偏轉(zhuǎn)時(shí)的正式分度數(shù)為 100d，對應(yīng)量值為 10mg。
天平檢定人員在定期檢修、檢定過程中，經(jīng)常需要對橫梁不等臂性誤差進(jìn)行調(diào)整，即“調(diào)臂長”。
這是天平檢修、調(diào)試過程中較為繁鎖而又難于掌握的技術(shù)之一。
在非自動(dòng)天平檢定規(guī)程中對天平的橫梁不等臂性誤差計(jì)算公式為：
Y=±m
*
k /2S p ±[（ L 3 +L 4 ） /2– （ L 1 +L 2 ） /2] （ 1）
式中：m * k ，為交換等量砝碼之后在較輕的稱盤上所加的標(biāo)準(zhǔn)小砝碼k的折算質(zhì)量值；S p 為天
平全載分度值。
計(jì)算公式中正負(fù)號選取的規(guī)則：若小砝碼加在左盤，m * k /2ep項(xiàng)前為正號，反之為負(fù)號。當(dāng)平
衡位置L2 相對于L1 代數(shù)值增大時(shí)，則方括號前面取負(fù)值，反之取正值。
對天平檢定人員來說，如果按照規(guī)程的步驟進(jìn)行調(diào)整及檢定，假設(shè)測得的數(shù)據(jù)如下：
秤盤上的載荷
順序
左盤  右盤
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
從上表的數(shù)據(jù)中很難直接估算出臂長的誤差是多少，必須通過計(jì)算：
Y=–m * k /2S p +（L 3 +L 4 ）/2–（L 1 +L 6 ）/2
將m * k =2.00mg及相關(guān)數(shù)據(jù)代入得：
Y =–2.000/2*0.1+（–3.3–2.1）/2–0.2
=–10–2.7–0.2
=–12.9（左臂長）
分析：由于需要使用小砝碼 k，每調(diào)整一次，就要計(jì)算一次，然后再調(diào)整、再計(jì)算，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
而且這種方法沒有明確的調(diào)整量，很難把握，不適合于現(xiàn)場檢定。
筆者通過工作中的分析、總結(jié)，了一套、便捷的調(diào)整精密天平臂長的工藝方法，姑且
取名“預(yù)知法”，自一九九七年沿用至今，效果很好。下面以 TG328A 型雙向標(biāo)尺天平（左邊重顯
示負(fù)值,右邊重顯示正值）為例介紹如下，供大家參考。
說明：假設(shè)該天平的機(jī)械性能和其它方面的計(jì)量性能均己符合要求，只是不等臂性差。
要點(diǎn)一：常備一對選配好的 200g三等砝碼（俗稱等量砝碼），兩者之間的質(zhì)量差值應(yīng)在 0.4～1mg
之間，以 0.8mg為合適（為的是在調(diào)整TG328B及TG528 天平時(shí)也能適用）。設(shè)較重的一個(gè)為P 1 ，另
一個(gè)為P 2 ，并做好標(biāo)記。
依據(jù)：檢定規(guī)程中的表 4，對新生產(chǎn)、修理后的天平，橫梁不等臂性誤差 Y 的允差值為±3d。
要點(diǎn)二：由于調(diào)試中不再使用標(biāo)準(zhǔn)小砝碼k，故m * k =0。
則式（1）簡化為：
Y 1 =（L 3 +L 4 ）/2–（L 1 +L 6 ）/2 （2）
如果零位不差，由于數(shù)值較小，暫且忽略不計(jì)，則上式又可簡化為：
Y 2 =(L 3 +L 4 )/2 （3）
即“不等臂性誤差”值近似等于“交換等量砝碼前后兩次讀數(shù)的代數(shù)和的一半”；
調(diào)試前的分析：
設(shè)不等臂性誤差Y=0，L 1 =0，L 6 =0，
根據(jù)式（3）得Y=（L 3 +L 4 ）/2，即：L 4 =–L 3 ；
設(shè)所使用的等量砝碼質(zhì)量差值為 0.8mg，在Y=0，L 1 =L 6 =0 的情況下，L 3 的理想值用L 0 表示，即：
L 0 =-0.8mg÷0.1=-8d。
以此作為臂長調(diào)整的參考點(diǎn)。即在理想狀態(tài)下L 3 的示值應(yīng)為-8d，兩砝碼交換后，L4 的示值應(yīng)
為：
L 4 =-L 3  =-（-8）=8d。
等量砝碼交換前后，兩次讀數(shù)的值之和為：
L m =｜L 4 ｜+｜L 3 ｜=｜8｜+｜–8｜=16d
如果將P 1 、P 2 分別放在左、右兩秤盤的中心，開啟天平后可能會(huì)出現(xiàn)兩種情況：
（1）若示值為L 3 =-18d，則偏差值為：ΔL=L 3 –L 0 =-18–（-8）=-10d，說明左臂較長；
（2）若示值為L 3 =+2d，則偏差值為：ΔL=2–（-8）=10d，則說明右臂較長。
調(diào)試步驟：
一、首先，將空秤零位調(diào)好，即使L 1 =0.0，而且經(jīng)過 2～3 次開、關(guān)，確認(rèn)示值變動(dòng)性不差。
二、將P 1 、P 2 分別放在左、右兩秤盤的中心，開啟天平，讀取示值后關(guān)閉。
三、保持P 1 、P 2 ，用方口小扳手將右側(cè)臂長調(diào)節(jié)螺釘向外或向內(nèi)微旋（調(diào)整量的多少有賴于感
覺和經(jīng)驗(yàn)的積累，動(dòng)作力求穩(wěn)、準(zhǔn)、輕、緩，只要手指感到螺釘己被略微扳動(dòng)即可），調(diào)整的原則
目標(biāo)是：以-8 為原點(diǎn)，出多少分度就朝相反方向調(diào)多少分度。
對第（1）種情況，調(diào)整的目標(biāo)值是：
L 3 后 =L 0 +∣ΔL∣=-8–（-10）=2d（±2d）；
對第（2）種情況，調(diào)整的目標(biāo)值是：
L 3 后 =L 0 +∣ΔL∣=-8–10=-18d（±2d）。
（說明：之所以將目標(biāo)值的公差設(shè)定為±2d，是因?yàn)榭紤]到臂長的允差值為±3d，以及零位影響±
1d。）
開啟天平，察看調(diào)整的效果。一般需反復(fù)調(diào)整若干次，直至達(dá)到目的后關(guān)閉天平。下面以第（1）
種情況為例進(jìn)行說明，第（2）種情況道理相同而方向相反。
四、取下P 1 、P 2 。調(diào)整空秤零位。按步聚（3）再次測試和調(diào)整。比如示值為：L3 3 =-10d。
五、交換P 1 、P 2 。將P 2 、P 1 分別放在左、右兩秤盤的中心，開啟天平，這時(shí)，標(biāo)尺必然偏向右
邊，而且其平衡點(diǎn)是可預(yù)知的，即：L4≈2×8d–10d≈6d，讀取實(shí)際示值，比如：L4=6.2d，然后
關(guān)閉天平。
分析及判斷：
1、將P 1 、P 2 分別放在左、右兩秤盤的中心，開啟天平，L 3 的讀數(shù)應(yīng)在-8±3d的范圍內(nèi)。因?yàn)?br />Lm=16d，
當(dāng)L 3 =-11 時(shí)，L 4 約為 5，Y 2 =（-11+5）/2=-3d
當(dāng)L 3 =-5 時(shí)，L 4 約為 11，Y 2 =（-5+11）/2=3d
只有控制好L 3 值的范圍，才能確保Y 2 在±3d的范圍之內(nèi)，如果出范圍值，則需重新調(diào)整。
情況（1）：L 3 的示值在范圍之內(nèi)，讀數(shù)為：L 3 =-10d，初步估算不等臂性誤差：
方法一：Y 2 =L 3 –L 30 =-10–（-8）=-2d；或用
方法二：將L 4 =L m +L 3 =16+（-10）=6d代入式（3）得
Y 2 =（-10+6）/2=-2d；
2、將P 2 、P 1 分別放在左、右兩秤盤的中心，開啟天平，讀取L 4 的示值，應(yīng)在（8～5）±2d范圍
內(nèi)，L 4 的讀數(shù)估算：
L 4 =L m +L 3 =16+（-10）=6d
關(guān)閉天平。
3、取下P 2 、P 1 ，讀取空秤平衡位置，關(guān)閉天平。
4、橫梁不等臂性誤差驗(yàn)算。
通過以上粗調(diào)和估算，可以初步判定橫梁不等臂性誤差在允許范圍之內(nèi)，如檢定過程數(shù)據(jù)記錄
如下：
秤盤上的載荷  平衡位置
順序
左盤  右盤  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（左臂稍長）
與不等臂性誤差估算值-2d 基本相符。
情況（2）：L 3 =-6d，初步估算不等臂性誤差：
方法一：Y+=L=-L 30 =-6–（-8）=2d；或用
方法二：將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，重新進(jìn)行第 3～5 步調(diào)整。
2b、將P 2 、P 1 分別放在左、右兩秤盤的中心，開啟天平，讀取L 4 的讀數(shù)，應(yīng)在（8～5）±2d范
圍內(nèi)，L 4 的讀數(shù)估算：L 4 =Lm+L 3 ，
L 4 =16+（-6）=10d
關(guān)閉天平。
2c、取下P 2 、P 1 ，讀取空秤平衡位置，關(guān)閉天平。
2d．橫梁不等臂性誤差驗(yàn)算
通過以上粗調(diào)和估算，可以初步判定橫梁不等臂性誤差在允許范圍之內(nèi)，檢定過程數(shù)據(jù)記錄如
下：
秤盤上的載荷
順序
左盤  右盤
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（右臂稍長）
與不等臂性誤差估算值 2 d 基本相符。
總結(jié)：
1．按上述方法在反復(fù)調(diào)整臂時(shí)，不需調(diào)整零位，根據(jù)計(jì)算的偏差調(diào)整，有目標(biāo)、有方向的進(jìn)
行，直至達(dá)到要求為止，減少了反復(fù)調(diào)零的時(shí)間。
2．當(dāng)P 1 –P 2 =-0.8mg，將P 1 、P 2 分別放在左、右兩秤盤，只要L 3 的讀數(shù)在（-11～-5）d范圍內(nèi)；
交換后L 4 的讀數(shù)在（5～11）d范圍內(nèi)，就可以初步認(rèn)為“不等臂性誤差”基本上符合要求，可以轉(zhuǎn)
入下一步檢定工作。
3．此法對其它型號的 100g～500g 各級機(jī)械天平也同樣適用。

本文出自：柳州鋼鐵（集團(tuán)）公司 寧 健