江蘇省徐州市邳州質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局  王永華  馮峰

　　在等臂天平中，空秤時(shí)和秤盤(pán)上加有相等載荷時(shí)的平衡位置相同，如果平衡位置不同，那就是天平臂比不正確。由于臂比不正確而產(chǎn)生了不等臂性誤差，也叫偏差。    

　　一、偏差的產(chǎn)生

　　天平不等臂性誤差的表達(dá)式為:
　　y=Q×Δα/α
　　其中:y——不等臂性誤差；Q——天平的載荷；Δα——天平兩臂長(zhǎng)度之差；α——天平臂長(zhǎng)值。
　　對(duì)等臂天平來(lái)說(shuō)，最大秤量值及天平臂長(zhǎng)值為定值。由上式可知:天平不等臂誤差(偏差)y與天平兩臂長(zhǎng)度之差Δα成比例。也就是說(shuō)，天平偏差主要是由臂差引起的。

　　引起臂差的主要原因有以下三個(gè)方面:
　　第一，由于制造時(shí)選用的材料不穩(wěn)定，材料的老化處理(時(shí)效處理)不充分，生產(chǎn)工人的裝配技術(shù)水平影響以及裝配應(yīng)力的釋放差異等使得天平兩臂比例不能達(dá)到嚴(yán)格要求而產(chǎn)生臂差。

　　第二，天平室內(nèi)溫度或天平兩臂受熱不均勻，致使天平臂比改變而產(chǎn)生臂差。
　　有數(shù)據(jù)表明:兩臂受熱差僅0.2℃就會(huì)導(dǎo)致較大的不等臂誤差。如果天平橫梁是鋁質(zhì)材料則線(xiàn)脹系數(shù)更大，由此引起的誤差會(huì)更嚴(yán)重。因此，在天平使用、檢定過(guò)程中，應(yīng)保持室溫相對(duì)穩(wěn)定，不使天平單邊受熱是很必要的。

　　第三，當(dāng)升刀或降刀以調(diào)節(jié)天平吃離線(xiàn)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生臂差。
　　精測(cè)天平吃離線(xiàn)，就必須將天平的偏差調(diào)到接近規(guī)程要求。當(dāng)天平的空秤分度數(shù)和全秤分度數(shù)相差比較多時(shí)，需要升降邊刀調(diào)整。當(dāng)升刀或降刀后，天平也會(huì)產(chǎn)生臂差。    

　　二、故障的排除

　　對(duì)TG328A和TG328B型天平來(lái)說(shuō)，按檢定規(guī)程規(guī)定新制造和修理后的天平不等臂誤差小于3個(gè)分度，即兩臂相差0.105μm不會(huì)超出要求。對(duì)于這樣小的數(shù)值，用曲尺是難以測(cè)量的。因此，在天平偏差的調(diào)整中，更難以操作，需要反復(fù)進(jìn)行若干次才能將偏差調(diào)整在允差范圍內(nèi)，每調(diào)一次偏差就分別測(cè)試一次空秤和全秤平衡位置，把等重砝碼取下放上，并需多次啟動(dòng)天平。顯然采用這種方法調(diào)整天平不太方便。因此，探討一種簡(jiǎn)便的調(diào)整偏差方法在實(shí)際操作中很有必要。

　　由表達(dá)式y=Q×Δα/α可知:同一型號(hào)天平臂差(Δα)、臂長(zhǎng)(α)為定值，天平偏差與載荷成正比，即天平空秤分度值比全秤分度值改變要少得多。當(dāng)分別測(cè)得天平空秤和全秤平衡位置后，對(duì)橫梁較短臂進(jìn)行調(diào)整(伸長(zhǎng)短臂)，即Δα減小，使全秤平衡位置向空秤平衡位置靠近時(shí)，再測(cè)空秤的平衡位置，只不過(guò)改變的分度數(shù)比全秤少得多。可以設(shè)想，如果調(diào)整得當(dāng)，全秤平衡位置正好與空秤的平衡位置重合在一起，這時(shí)偏差為零，即Δα=0。將重合點(diǎn)位置計(jì)算出來(lái)，我們只要伸長(zhǎng)短臂把空秤或全秤平衡位置調(diào)到這個(gè)點(diǎn)即可。
　　由于同一型號(hào)天平懸掛系統(tǒng)的質(zhì)量相差很小，因此我們可以認(rèn)為同一型號(hào)的天平懸掛系統(tǒng)的質(zhì)量與天平最大秤量值為定值。我們?cè)谡{(diào)修天平偏差實(shí)踐中探索出來(lái)一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式:
    L_op=L_o+K×(L_o-L_p)
    其中:L_op——空秤和全秤平衡位置的重合點(diǎn)；L_o——測(cè)試時(shí)空秤平衡位置；L_p——測(cè)試時(shí)全秤平衡位置；K——天平懸掛系統(tǒng)質(zhì)量與天平最大秤量比值。

　　通過(guò)測(cè)試知道:TG328A型天平K=0.639；TG328B型天平K=0.558。這樣只要知道同一型號(hào)天平K值，而進(jìn)行天平偏差調(diào)修時(shí)，只測(cè)空秤平衡位置L_o和全秤平衡位置L_p 。則根據(jù)公式計(jì)算出來(lái)應(yīng)調(diào)到空秤和全秤平衡位置重合點(diǎn)L_op附近處，然后伸長(zhǎng)短臂一側(cè)偏差螺釘，不用反復(fù)加上拿下等重砝碼就可以調(diào)到規(guī)定允差范圍之內(nèi)。

　　實(shí)踐操作中，通常使空秤平衡位置調(diào)零，即L_o=0.0分度。利用經(jīng)驗(yàn)公式:L_op=K×(-L_p)。只需測(cè)出全秤平衡位置L_p便可以計(jì)算出空秤和全秤平衡位置重合點(diǎn)L_op，然后伸長(zhǎng)短臂一側(cè)偏差螺釘就可以調(diào)到規(guī)程允差范圍之內(nèi)。

　　嚴(yán)格地說(shuō)，這個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式中K值并不十分精確，只適用分度數(shù)符合規(guī)程要求的天平，而且剛調(diào)整過(guò)的偏差螺釘其應(yīng)力沒(méi)有消除而存在暫時(shí)的變動(dòng)性。在實(shí)際測(cè)試調(diào)整時(shí)可能計(jì)算結(jié)果略有出入，仍可能超差，但這時(shí)偏差不會(huì)太大，稍微調(diào)整即可達(dá)到規(guī)程要求。