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微量电子天平的调试和校准方式
2025年04月23日 10:04
来源：上海鹰牌衡器有限公司
微量电子天平(精度通常为0.1mg或更高)是实验室精密称量的核心工具，其准确性和稳定性直接影响实验结果的可靠性。调试与校准是确保天平性能的关键步骤，需严格遵循操作规范。以下从环境准备、安装确认、校准流程、性能验证及日常维护等方面展开详细说明。
一、调试前的准备
1. 环境条件控制
温度与湿度：天平应置于恒温恒湿环境(20±2℃，湿度45%~60%)，避免温度波动导致气流扰动或金属部件热胀冷缩。
避震与防风：远离振动源(如离心机、大型仪器)，放置于防振台面；避免空调直吹或人员走动产生的气流干扰。
电磁干扰：远离强磁场、高频设备(如微波炉、手机基站)，防止电磁干扰影响传感器信号。
2. 工具与材料准备
标准砝码：选择溯源至国家计量基准的不锈钢或石英玻璃砝码，覆盖天平量程(如0.1mg~20g)。
清洁工具：超细纤维布、无水乙醇、防尘罩、防静电手套。
记录表格：用于记录校准数据、误差值及调整过程。
二、安装后的初步检查
1. 水平调整
使用水准泡检查天平水平状态，调节底座脚旋钮使气泡居中，误差不超过±0.5mm。
部分天平配备自动水平校准功能，需按说明书激活。
2. 机械与电气连接确认
检查防风罩是否牢固，称量盘无变形或异物残留。
确认电源接地良好，避免静电积累；若为可编程天平，需初始化通信接口(如RS232、USB)。
3. 开机自检
通电后等待预热(通常30分钟~1小时)，期间观察显示屏是否完整显示参数(如型号、量程、校准状态)。
轻触归零键(TARE)，检查是否快速归零；重复多次测试重复性。
三、校准流程
微量天平校准分为外部校准(使用标准砝码)和内部校准(自动补偿)，具体步骤如下：
1. 外部校准(手动校准)
步骤1：清零与预调
关闭防风罩，按归零键清零，确保称量盘空载。若天平支持“校准模式”，进入该界面。
步骤2：逐级加载砝码
按从小到大顺序放置砝码(如1mg、10mg、100mg、1g等)，每次加载后等待读数稳定(通常≤10秒)。
关键点：
使用镊子夹取砝码，避免手部污染或静电吸附；
轻放砝码于称量盘中心，防止撞击导致传感器损坏。
步骤3：误差记录与修正
对比天平显示值与砝码标称值，记录偏差值。若偏差超出允许范围(如±0.1mg)，通过校准菜单输入实际值进行线性修正。
步骤4：反向卸载验证
按从大到小顺序移除砝码，再次记录数据，验证线性修正后的回程误差是否在允许范围内。
2. 内部校准(自动校准)
适用场景：部分天平(如梅特勒MSExcel、赛多利斯CPA系列)内置自动校准程序，通过内置标准砝码或重力加速度补偿实现校准。
操作步骤：
1. 进入菜单选择“内部校准”或“AutoCal”功能；
2. 按提示放置少量校正专用砝码(通常为最大称量值的50%~80%)；
3. 等待程序自动计算并存储校准参数，约需5~15分钟。
四、性能验证与不确定度评估
1. 线性校验
使用多点砝码(至少5个)覆盖全量程，绘制“显示值标准值”曲线，计算线性的相关系数(R²≥0.999为合格)。
2. 重复性测试
同一砝码重复称量10次，计算标准偏差(如≤0.05mg为优秀)。
3. 偏载误差检测
将砝码分别放置在称量盘边缘、四角及中心位置，检查示值差异是否在允许范围内。
4. 不确定度分析
根据校准数据计算扩展不确定度(U= k×√(u²_calib + u²_repeat))，要求不超过天平最大允许误差的1/3。
五、日常维护与注意事项
1. 清洁保养
每日用无尘布擦拭防风罩及称量盘，每周用75%乙醇消毒(避免液体渗入传感器)。
每月检查校准状态，若移动或环境变化后需重新校准。
2. 使用规范
禁止超载(通常为最大称量值的120%~150%)，避免冲击传感器；
称量挥发性样品时，需在密闭容器内操作，防止气体吸附影响精度。
3. 数据记录与异常处理
每次校准后保存日志，包括日期、环境参数、校准人员及结果；
若出现持续漂移或跳字，检查供电稳定性或联系厂商检修传感器。
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