天平的安裝環境

JJG1036-2008《電子天平檢定規程》規定，天平須安裝在潔凈、無塵、無強氣流、無震動及無強電磁場的環境中，天平室內溫度恒定。

高精度電子天平，安裝環境必須嚴格按要求來選擇和布置。實驗室需選擇在距離公路、鐵路等震源50米以外的地方，區間內沒有強電磁場。實驗室只擁有一處出入口，不能共用或作為通道。天平不能靠近窗戶，因為太陽照射產生的熱空氣對流會有很強的氣渦流，對天平的計量性能將產生很大的影響。天平最佳的安放位置應設在房屋墻角，結構堅固、震動最小。購置的專業防震臺，或搭建的操作臺應使墻面和實驗臺留有10cm的距離，減少環境的震動對天平造成的影響。采用移動門，實驗室為恒溫恒濕實驗室，使用的空調和恒濕器，出風口不能直接對著天平，避免空氣流動影響。選擇人工光線照明，使用熒光燈，燈具不能離天平太近，防止熱輻射對天平的干擾。

供電電源應符合廠商標注的電壓和頻率，當供電電源在電壓范圍220V±10%，頻率范圍50Hz±2%出現波動時，天平應能保持固有的計量性能。

天平的預熱

新一代的高精度電子天平為減小熱噪聲對傳感器的影響，更利于穩定與準確地稱量，將主要發熱器件、變壓器移到天平的外部，成為一個獨立部分，有利于天平的熱平衡。這類天平通常都沒有類似普通電器的電源開關，天平通上電，顯示器上即使沒有顯示，天平也已處于預熱狀態，天平上的開關鍵只是開關的顯示器。經常稱量的天平不必拔掉電源，尤其是微量和超微量天平，在條件許可的情況下，可以長期不斷電保持天平始終處于預熱狀態。

天平的水平

天平的水平調節，也是保證稱量結果的重要步驟。新一代高精度電子天平都具有自動水平監測系統，天平傾斜時，顯示提示，并自動調節水平，不需要觀察物理水泡，能可靠預防因震動、觸碰、挪動等原因造成的天平傾斜影響。

天平的水平

天平預熱之后不適宜馬上投入使用，要進行一定的加載、卸載來運動天平。電磁力平衡式傳感器中的彈性支承體由一定的簧片組成，通過簧片，傳感器進行力值傳遞。天平在平衡、失衡、再平衡之間，電磁力平衡地調整后，最終顯示出質量值。天平預熱中，傳感器的彈性支承體實際還是一直處于休眠狀態，如果在這時使用天平，將會影響天平加載和回零的效果，導致稱量值的不穩定。實踐中，實際分度值大于0.1mg，可以省略運動天平或減少加、卸載次數，置零后可直接進行稱量。但對于實際分度值小于0.1 mg的高精度電子天平，則必須進行這一操作，否則得不到穩定稱量結果。這類天平在停止工作超過30min后，重新稱量時，也需要進行少量的加、卸載天平來運動天平。

天平的校準

天平的校準，是正確使用電子天平的重要一步。高精度電子天平采用電磁力平衡傳感器，采用電磁力與重力相平衡原理來測量物體質量，測量結果與重力加速度相關，重力加速度的大小與天平所處的海拔高度相關。天平位置的變化引起海拔高度變化，是天平校準原因。天平的校準是通過空載和加載對應的標準砝碼，記錄下天平各點的平衡電流值。稱量樣品時，運用空載和標準砝碼各點平衡電流值，通過校準技術，運算出稱量物的質量。在不同的環境和條件下，天平表征平衡電流值是不相同的。理論上，工作中天平環境或者自身都是變化的。為保證平衡電流值能隨外部環境和自身的變化而改變，天平必須嚴格實行日常校準。高精度電子天平擁有高靈敏度的特性，實際分度值極其微小，有0.01mg的，甚至更小，對環境或者自身的變化極為敏感，所以高精度電子天平的日常校準更為重要。校準的頻率，可根據環境變化和實際工作來判定，比如工作實驗中需要長時間的大量重復稱量時，期間需要再次校準天平。

新一代高精度電子天平都設計了自校功能，并且天平可以感知外部溫濕度發生變化，或長時間使用后自動進行校準，以確保每一次稱量的準確性。做好校準工作，才能保證電子天平的正常工作。

天平的稱量

樣品在天平內稱量時，容易受到環境的影響，震動、氣流、溫度、濕度、靜電、磁性及樣品的自身變化，這些因素都會使稱量結果發生偏差。稱量中應盡量縮短樣品的稱量時間，同一個實驗，應選擇同一臺天平，這樣可減少天平引入的系統誤差和隨機誤差。這是高精度電子天平稱量使用的一個總的原則。

1.樣品和容器的溫度 

稱量時，必須保持樣品和容器與稱量室具有相同的溫度；溫度不相同時，稱量室內會產生上下擾動氣流；高精度電子天平使用時，極易引起示值的漂移，或者錯誤的稱量結果。實驗員不能直接用手觸摸容器，應使用較長的鑷子或樣品勺夾取容器，工具應避免長時間在稱量室內活動，引起稱量室溫度的變化。因此，每次稱量時，所有樣品和工具都需要在恒溫恒濕的實驗室，放置（4~5）h。實驗證明，樣品的溫度比稱量室低時，稱量的值比實際值大，反之稱量的值比實際值小。

2.樣品的吸濕性或揮發性

稱量有吸濕性的樣品和揮發性的樣品時, 應該減少稱量時間，否則天平顯示值會逐漸變大或者變小。為稱量好這類樣品，要選擇合適的容器，如選擇有蓋子的容器，以減少樣品的吸濕或揮發。

3.樣品和容器的靜電現象

使用萬分之一及以上高精確度天平稱量粉末狀樣品時，會發現天平顯示值比較難穩定，顯示值會有規律地增加或者減少，這就是靜電引起的。靜電是由粉末或顆粒狀樣品與絕緣容器摩擦而產生的，沒有好的泄放路徑，這些靜電就不能消除或者至少需要幾小時才能緩慢地消除。稱量中，這些靜電會對天平產生一個除樣品重量以外的作用力，這個作用力不穩定地存在，導致測量值重復性差。消除或減小靜電的方法，需要保證電源插座的接地端與大地有良好接地，也可以購買外置的離子風機或去靜電筆。

4.樣品的磁性

各種高精度電子天平稱量帶磁性的物體時都比較復雜，這些稱量的物體一靠近秤盤，天平殼體就產生磁力，難以精確稱量。如在稱量鐵精粉中，鐵精粉就極易與稱量盤相互吸引，天平誤認為是加載，影響了電磁力平衡，對稱量結果產生一定的影響。解決這個問題最直接的方法就是加大樣品與稱量盤之間的距離，降低磁力對樣品的影響。可將樣品放置在非磁性高的玻璃量杯或非磁力的支架上，加大與稱量盤的距離。條件允許下，可以對樣品進行去磁，還可以將樣品放在導磁良好的合金容器內，讓其磁力線沿合金容器內壁形成自封閉，減少磁力的影響。

5.空氣浮力干擾

根據阿基米德定理，樣品的比重越低，體積越大，稱量結果的誤差就會越大。消除方法為試樣稱量完畢后，減去空氣的重量。排除空氣的重量＝被稱試樣的體積×空氣的重量（20℃，約1.2mg/m3）。進行精確稱量時，須精確測定空氣的密度，空氣的密度與大氣壓力、環境溫度和濕度相關。