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微量电子天平阅读:55

微量电子天平是一种高精度的称量仪器,专门用于测量极小质量的物体,其称量范围通常在几毫克(mg)到几克(g)之间,而可读性(即最小显示单位)可以达到0.1微克(μg)甚至更高(例如0.01μg)。

特点

  1.超高精度与灵敏度:这是微量天平最核心的特征。它能精确测量微克级别的质量,远超普通电子天平。

  2.小量程:为了保证高精度,其最大称量通常很小,常见的有2g、5g或10g等。

  3.防干扰设计:

  防风罩:通常配备全封闭的玻璃防风罩,以隔绝空气流动、温度变化和静电等外界干扰。

  防震台:需要放置在稳固、防震的工作台上,避免振动影响读数。

  4.环境要求高:对使用环境要求非常严格,需要避免气流、温度波动、湿度变化和电磁干扰。

  5.自动校准功能:许多高端型号具备内置砝码和自动校准功能,确保长期测量的准确性。

工作原理

  微量电子天平的工作原理基于电磁力平衡原理(Electromagnetic Force Compensation),这是一种利用电磁力来精确平衡被测物体重力的高精度技术。其核心目标是将微小的质量变化转化为可测量的电信号。以下是其工作过程的详细解释:

  1.称量过程:

  当您将一个微小物体放在天平的秤盘上时,物体的重力会使一个精密的测量装置(通常是一个与秤盘相连的线圈或载物板)发生微小的位移。

  这个位移会被一个高灵敏度的位移传感器(如光电传感器)检测到。传感器能察觉到纳米级别的位置变化。

  2.产生补偿力:

  位移信号被传送到天平的电子控制系统。

  系统立即向一个位于强磁场中的线圈(电磁力发生器)施加一个精确的电流。

  根据安培定律和法拉第电磁感应定律,通电的线圈在磁场中会受到一个电磁力(洛伦兹力)的作用。这个电磁力的方向与物体的重力相反。

  3.力的平衡:

  电子控制系统会动态调整通过线圈的电流大小,直到产生的电磁力完全抵消物体的重力。

  当系统达到平衡状态时,测量装置(线圈/载物板)会回到其原始的“零位”(即未加载时的位置)。

  4.质量计算:

  此时,维持平衡所需的电流大小与物体的质量成正比。

  天平内部的微处理器根据这个电流值,通过已知的物理常数和校准参数,计算出物体的质量。

  最终结果以数字形式显示在屏幕上。

维护保养

  1.日常清洁与保养

  清洁工具:使用柔软的毛刷(如专用的天平清洁刷)、无绒布(如镜头布)、洗耳球(吹去灰尘)。严禁使用纸巾(会产生纤维)。

  清洁步骤:

  关闭天平或将其置于待机状态。

  打开防风罩。

  用洗耳球轻轻吹去秤盘和防风罩内壁的灰尘。

  用柔软毛刷轻轻扫除顽固灰尘。

  如有污渍,可用无绒布蘸取少量蒸馏水或70%乙醇轻轻擦拭,切勿让液体流入天平内部。擦拭后用干布擦干或自然风干。

  频率:每次使用后或发现有灰尘/污渍时进行。

  2.使用规范

  轻拿轻放:所有物品(包括砝码)必须轻柔地放置在秤盘中央,避免冲击或振动。

  使用称量舟/纸:尽量避免直接将样品放在秤盘上,使用称量舟、称量纸或称量瓶,便于清理且保护秤盘。

  室温样品:称量前确保样品温度与环境温度一致,避免温差引起的气流(“热效应”)导致读数漂移。

  避免腐蚀性物质:强酸、强碱、有机溶剂等可能腐蚀秤盘或产生蒸汽影响传感器。必须使用时,确保容器密封良好。

  及时清理:如有样品洒落,立即清理,防止腐蚀或污染。

  3.环境控制

  防风:始终在关闭防风罩的状态下称量。

  防震:放置在稳固、防震的实验台(如大理石台面)上,远离离心机、泵等振动源。

  温湿度稳定:避免阳光直射、空调出风口。保持环境温度和湿度相对恒定。

  远离磁场和静电:远离大功率电器、磁体。必要时使用防静电装置。

  4.长期维护

  定期专业维护:建议每年由厂家或专业技术人员进行一次全面检查、深度清洁和性能验证。

  记录:建立校准和维护日志,记录每次校准结果、维护时间和操作内容,用于追溯和质量控制。

应用领域

  1.化学分析:如痕量元素分析、标准溶液配制、催化剂称量等。

  2.制药行业:药品研发、配方、质量控制中对活性成分的精确称量。

  3.生命科学:DNA/RNA样品、蛋白质、酶等微量生物样品的称量。

  4.材料科学:纳米材料、特种合金粉末等的精确称量。

  5.法医与环境检测:对微量物证或污染物进行精确分析。

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