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正确称量——微量天平的使用,维护(三)

2020.7.13

静电
问题:
每次称量显示不同的称量结果。显示值不稳定。
称量结果的重复性差。
可能原因:
去皮容器或者样品已带有静电。玻璃、塑料、粉末或者颗粒物质等低电导率材料无法或者仅可以非常缓慢地(若干小时)将静电电荷排除。这种放电现象主要是在搬运或者运输容器或材料过程中通过搅拌或者摩擦产生的。低于40%相对湿度的干燥空气会增加出现这种问题的风险。
称量误差通过作用于样品与环境之间的静电力而产生。微量天平、半微量天平和分析天平工作时受到静电电荷影响,引发上述误差。
示例:
由毛绒轻微摩擦的干净玻璃或塑料容器非常明显地显示出了这种效应。
纠正措施:
 增加大气湿度
静电放电是冬季在供暖房间内所出现的尤为明显的一种问题。在带有空调的房间内,通过设置空调从而增加湿度(相对湿度为45%至60%)会有所帮助。
 屏蔽静电力
将去皮容器放在金属容器内。
 使用其他去皮容器
塑料与玻璃宜产生静电,因此不适合。金属是较好的材料。
 使用防静电枪。
不过,市场可购买的产品并非在所有情况下均有效。
 使用梅特勒-托利多提供的去静电装置。
注:天平,包括秤盘需始终接地。所有梅特勒-托利多出品的带有三针脚电源插头的天平均自动接地
提示:“金属篮易巧称量件(ErgoClip Basket)”能有效避免静电的影响,因此,避免试管等玻璃容器受静电影响。

磁性
问题:
样品的称量结果取决于其在秤盘上的位置。称量结果的重复性差。但是显示值一直保持稳定。
可能原因:
您正在称量一个磁性材料。磁性与磁导物体施加互相吸引力。所产生的其他力被错误解释为载荷。几乎所有由铁(钢)制成的物体对磁力高度导磁(铁磁)。
纠正措施:
如果可能,将样品放置在由Mu磁性合金薄膜等物质制成的容器中消除磁力。由于磁力随着距离的增加而减小,因此可通过使用一个非磁性支架(如:烧杯、铝质支架)将样品进一步远离秤盘。另外,也可通过下挂钩称量实现相同效应。大部分梅特勒-托利多微量天平、半微量天平、分析天平和精密天平都具有下挂称量功能。
提示:如想使用精密天平测量具有平常的和较大尺寸的磁铁时,我们建议您使用“MPS秤盘”(抗磁性秤盘)。对于分析天平而言,我们建议使用一个三角形支架,这将增加磁铁与秤盘的间距。对于超越系列XP/XS系列中的天平而言,我们提供用于此目的的专用“易巧称量件”。

静态浮力
效应:
在空气与真空中进行称量的样品并非具有相同的质量。
原因:“浸在液体里的物体受到的浮力等于被读物体排开的液体的重量”(阿基米德原理)。这一原理解释了之所以船只漂浮,气球升空以及样品质量受大气压力影响的原因。围绕在我们称量样品周围的介质为空气。空气的密度约为1.2kg/m3(取决于温度与大气压力)。因此样品(物体)的浮力为1.2kg/m3。
示例:
如果我们将一个100g的校准砝码放置在一个杠杆式的双盘天平上的一端的烧杯中,然后向位于另一个秤盘上的相同烧杯内加水,直至杠杆处于平衡状态,则在空气中的两个称量样品具有相同质量。然后如果我们使用一个钟形玻璃罩将杠杆式天平封闭,并且在其内部生成真空,则杠杆将会向水的一侧倾斜,这是因为由于体积较大,水将替换较多的空气,因此经受较大的浮力。在真空中,不存在任何浮力。因此在真空中,右侧的水质量超过100g。
纠正措施:
使用密度为8.0g/cm3的标准砝码校正天平的示值误差。在称量具有不同密度的样品时,将出现空气浮力误差。在进行要求高度测量精确性的称量时,应当校正相应的显示质量。
在不同日期进行称量时(差重称量、对比称量),检查大气压力、大气湿度与温度并且按下列说明计算空气浮力校正值:

201092514881.jpg

1. 计算空气密度
ρ 空气密度(单位: kg/m3)
P 大气压力(单位: hPa (= mbar))(使用称量站压力)
h 相对空气湿度(单位: %)
t 温度(单位: ˚C)

201092514500.jpg

m 质量
a 空气密度(单位:kg/m3)
ρ 样品的密度
c 常规物体密度(8000kg/m3)
W 称量值(天平显示值)

重力
效应:
当称量的高度发生改变时,显示的称量值不同。例如,当称量时高度增加10米时(例如:从建筑物的一楼移至四楼),显示值将发生改变。
原因:
如想确定物体的质量,天平测量位于地球与样品之间的作用力(即:吸引力,又称重力)。此力主要取决于位置的纬度和海拔高度(与地球中心的距离)。
定理如下:
1. 砝码距离地心越远,则作用于其之上的重力越小。重量
随着距离的增加而减小。

201092514627.jpg

2. 位置距离赤道越近,则因地球自转而产生的离心加速度越大。离心加速度抵消吸引力(重力)。
两极距离赤道最远,最接近地心。因此在两极,对砝码的作用力最大。
纠正措施
任何时候当移动或首次使用天平之前,应调节天平水平并对其进行校正。
提示:带有内置“全自动校准技术(FACT)”功能的天平自动执行此项校准。“FACT”是梅特勒-托利多的超越系列XP/XS系列天平的标准配置

 


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