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天平，一種衡器。由支點（軸）在梁的中心支着天平梁而形成兩個臂，每個臂上掛着一個盤，其中一個盤裡放着已知質量的物體,另一個盤裡放待測物體，固定在樑上的指針在不擺動且指向正中刻度時的偏轉就指示出待測物體的質量。天平是一種等臂槓桿。天平是一種衡器，是衡量物體質量的儀器。它依據槓桿原理製成，在槓桿的兩端各有一小盤，一端放砝碼，另一端放要稱的物體，槓桿中央裝有指針，兩端平衡時，兩端的質量（重量）相等。現代的天平，越來越精密，越來越靈敏，種類也越來越多。我們都知道，有普通天平、分析天平，有常量分析天平、微量分析天平、半微量分析天平，等等。

中文名:天平

外文名:balance或auncel或scale

用 途:測量物體質量

出現時間:大約在公元前5000年以前

原 理:槓桿原理

性 質:衡器

現代天平

定義

天平用於稱量物體質量，狹義上也叫托盤天平（實驗室中多用托盤天平）。

常用的精確度不高的天平，由托盤、指針、橫樑、標尺、游碼、砝碼、平衡螺母、分度盤等組成。分度值一般為0.1或0.2克。

一種衡器。由支點（軸）在梁的中心支着天平梁而形成兩個臂每個臂上掛着一個盤，其中一個盤裡放着已知重量的物體另一個盤裡放待稱重的物體，固定在樑上的指針不擺動且指向正中刻度時的偏轉就是待稱重物體的重量。

使用注意事項

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1.要放置在水平的地方。

2.使用前要使天平左右平衡（游碼必須歸「0」平衡螺母向相反方向調，使用口訣：左高端，向左調）。

3.砝碼不能用手拿要用鑷子夾取。千萬不能把砝碼弄濕、弄髒（這樣會讓砝碼腐蝕生鏽，砝碼質量變大，測量結果不準確），游碼也要用鑷子撥動。

4.被測物體的質量不能超過天平量程或低於天平游碼最小刻度。

5.潮濕的物體和化學藥品不能直接放在天平的盤中。

6.稱量時注意左物右碼（游碼示值以左邊對齊刻度線為準）。

7.稱量後要把游碼歸零，砝碼用鑷子放回砝碼盒。

天平的組成

普通標牌天平 主要由立柱、橫樑、吊掛系統、底座和制動裝置組成。立柱垂直固定在底座上，用以支撐橫樑。立柱下部裝有分度牌，頂部裝有托架，在天平不工作時支托橫樑。在橫樑中部裝有一把中刀。天平工作時，中刀擱置在與升降杆頂端連接的刀承上，作為支點。中刀兩邊裝有兩把邊刀，分別作為重點和力點，起承受和傳遞載荷的作用。中刀下橫樑底面裝有指針，指針上固定有可上下移動以調節橫樑重心位置的重心砣，它起調整天平靈敏度的作用。

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橫樑頂部刻有分度標尺，標尺上有一移動游碼。橫樑兩端還裝有可調整天平空載平衡位置的平衡螺母。

吊掛系統包括小吊環，掛盤架和秤盤。掛盤架吊掛在小吊環吊鈎上，兩把邊刀分別通過小吊環承受秤盤砝碼和被稱物的重力。

底座裝有兩個調整天平水平的螺旋調整腳，底座上面還安置有水準器以顯示天平水平度。調整水平是為避免天平不水平而產生稱量誤差。

制動裝置主要由開關旋鈕、開關軸和偏心凸輪（或連杆）組成。轉動旋鈕使凸輪（或偏心連杆）偏轉一定角度，即可使立柱中的升降杆上下移動，通過中刀承將橫樑托起或落下，以開啟或關閉天平。

托盤天平原理——羅伯威爾（Roberval）機構

秤盤安放在橫樑兩邊刀上方的盤架上，秤盤和托盤架重心高於橫樑支點。砝碼或被稱物在處於秤盤前後位置時會引起秤盤盤架和橫樑前後傾側，在處於秤盤左右位置時會引起秤盤盤架的左右傾倒。為克服此缺點，架盤天平採取了加長中刀、邊刀和加寬刀架的措施，並在結構設計上採用了羅伯威爾（Roberval）機構。在羅伯威爾機構中，杆杆AB、A′B′與縱杆AA′、BB′、支柱EE′鉸鏈連接，組成兩個相等的平行四邊形AA′E′E和EE′B′B。當大小相等的力P、P′分別作用於左右橫臂上時，對支柱來說，即使作用的位置不對稱，也能水平地平衡。無論AB如何傾斜，AA′、BB′都與支柱EE′平行。從EE′的左側來看，當將與縱杆AA′的距離為d的力P作用於橫臂上時，就有一個與P大小相等、方向相同的力作用於A和A′點;同時，有一個值為P·d的轉矩作用於縱杆AA′，從而在A點將槓桿拉向左側，而在A′點將槓桿推向右側。但由於槓桿受到EE′點的限制，在A、A′上將分別產生大小相等、方向相反的反作用力f、f′，從而形成一個與P·d相等的反向轉矩f·s（f′·s），結果P·d轉矩被f·s（f′·s）所平衡。最後，在A、A′上只有與P相等的力起作用，而與P在橫臂上的作用位置d無關。這種情況在EE′的右側也完全相同。

這種結構的巧妙運用（如圖），使得使用者在使用時不用把砝碼放在托盤的中心，即可得到準確的測量值。

天平的分類

有狹義和廣義之分。狹義的天平專指雙盤等臂機械天平，是利用等臂槓桿平衡原理，將被測物與相應砝碼比較衡量，從而確定被測物質量的一種衡器。廣義的天平則包括雙盤等臂機械天平、單盤不等臂機械天平和電子天平3類。

雙盤等臂機械天平 一般按結構分為普通標牌天平、微分標牌天平和架盤天平3種。也可按用途分為檢定天平、分析天平、精密天平和普通天平4種。 檢定天平是計量部門、商檢部門或其他有關部門或工廠專門用來檢查或校準砝碼的天平。

分析天平是用於化學分析和物質精確衡量的高準確度天平。在大多數情況下，這類天平的最小分度值都小於最大稱量的 10-5。分析天平可按衡量範圍和最小分度值分為常量天平（稱量和最小分度值分別為100～200g和0.01～1mg）、半微量天平（30～100g和1～10g）、微量天平（3～30g和0.1~1g）和超微量天平（3～5g和0.1g以下）。

精密天平廣泛應用於各種物質的精密衡量，其最小分度值通常為最大稱量的10-5～10-4。

普通天平用作物質的一般衡量。最小分度值等於或大於最大稱量的10-4。

特殊天平

微分標牌天平

結構與普通標牌天平相似，不同的是：①橫樑指針下端裝有微分刻度牌。②立柱下端裝有用以放大並在投影屏上顯示微分讀數值的電光系統。③吊掛系統增加了套筒式空氣阻尼器，稱量時能使橫樑迅速停止擺動，便於定點準確讀數。④在天平外框罩上裝有凸輪槓桿式或其他形式的部分量程機械加碼（一般為10～999mg）或全量程機械加碼裝置，以代替人工加碼。微分標牌天平的最小分度值一般都在0.1mg以上，準確度也比普通標牌天平高。

架盤天平

一種雙托盤天平。秤盤安放在橫樑兩邊刀上方的盤架上，秤盤和托盤架重心高於橫樑支點。砝碼或被稱物在處於秤盤前後位置時會引起秤盤盤架和橫樑前後傾側，在處於秤盤左右位置時會引起秤盤盤架的左右傾倒。為克服此缺點，架盤天平採取了加長中刀、邊刀和加寬刀架的措施，並在結構設計上採用了羅伯威爾（Roberval）機構。在羅伯威爾機構中，杆杆AB、A′B′與縱杆AA′、BB′、支柱EE′鉸鏈連接，組成兩個相等的平行四邊形AA′E′E和EE′B′B。當大小相等的力P、P′分別作用於左右橫臂上時，對支柱來說，即使作用的位置不對稱，也能水平地平衡。無論AB如何傾斜，AA′、BB′都與支柱EE′平行。從EE′的左側來看，當將與縱杆AA′的距離為d的力P作用於橫臂上時，就有一個與P大小相等、方向相同的力作用於A和A′點;同時，有一個值為P·d的轉矩作用於縱杆AA′，從而在A點將槓桿拉向左側，而在A′點將槓桿推向右側。但由於槓桿受到EE′點的限制，在A、A′上將分別產生大小相等、方向相反的反作用力f、f′，從而形成一個與P·d相等的反向轉矩f·s（f′·s），結果P·d轉矩被f·s（f′·s）所平衡。最後，在A、A′上只有與P相等的力起作用，而與P在橫臂上的作用位置d無關。這種情況在EE′的右側也完全相同。

阻力天平

在樑上掛上專門的阻力盒使天平的擺動能迅速停止。

單盤不等臂機械天平

也是以槓桿平衡原理設計的。工作時，在加上被衡量物體後，減去懸掛系統上的砝碼，使橫樑始終保持全載平衡狀態。所減砝碼質量加上微分度牌讀數值，就是被衡量物體的質量。

電光阻力天平

利用游標原理，能比較準確地讀出指針的位置。

上皿天平

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秤盤在上側靈敏度較低。

電子天平

它是傳感技術、模擬電子技術、數字電子技術和微處理器技術發展的綜合產物，具有自動校準、自動顯示、去皮重、自動數據輸出、自動故障尋跡、超載保護等多種功能。電子天平通常使用電磁力傳感器（見稱重傳感器），組成一個閉環自動調節系統，準確度高，穩定性好。。當秤盤上加上被稱物時，傳感器的位置檢測器信號發生變化，並通過放大器反饋使傳感器線圈中的電流增大，該電流在恆定磁場中產生一個反饋力與所加載荷相平衡；同時，該電流在測量電阻Rm上的電壓值通過濾波器、模/數轉換器送入微處理器，進行數據處理，最後由顯示器自動顯示出被稱物質量數值。

使用方法

1.要放置在水平的地方。游碼要歸零。

2.調節平衡螺母（天平兩端的螺母）調節零點直至指針對準中央刻度線。

3.左托盤放稱量物，右托盤放砝碼（左物右碼）。根據稱量物的性狀應放在玻璃器皿或潔淨的紙上，事先應在同一天平上稱得玻璃器皿或紙片的質量，然後稱量待稱物質。

4.添加砝碼從估計稱量物的最大值加起，逐步減小。托盤天平只能稱准到0.1克。加減砝碼並移動標尺上的游碼，直至指針再次對準中央刻度線。

5.過冷過熱的物體不可放在天平上稱量。應先在乾燥器內放置至室溫後再稱（或在特殊器皿中稱量）。

6.物體的質量 =砝碼重量+游碼所顯示的度數

7.取用砝碼必須用鑷子輕拿輕放，取下的砝碼應放在砝碼盒中，稱量完畢，應把游碼移回零點。

8.稱量乾燥的固體藥品時，應在兩個托盤上各放一張相同質量的紙，然後把藥品放在紙上稱量。

9.易潮解的藥品，必須放在玻璃器皿上（如：小燒杯、表面皿）里稱量。

10.砝碼若生鏽，測量結果偏小；砝碼若磨損，測量結果偏大。

使用注意

1.事先把游碼移至零刻度線，並調節平衡螺母，調節平衡螺母時最好用鑷子，使天平左右平衡。

2.右放砝碼，左放物體。

3.砝碼不能用手拿，要用鑷子夾取。在使用天平時游碼也不能用手移動。

4.過冷過熱的物體不可放在天平上稱量。應先在乾燥器內放置至室溫後再稱。

5.加砝碼應該從大到小，可以節省時間。

6.在稱量過程中，不可再碰平衡螺母。

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