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調(diào)整TG328天平臂長的方法和技巧

2011-12-20  閱讀(1042)

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調(diào)整TG328天平臂長的方法和技巧
柳州鋼鐵(集團)公司 寧 健


TG328系列機械天平是各工礦企業(yè)、科研單位試驗室中常用的精密稱量儀器。其檢定分度值e等于實際分度值d,即e=d=0.1mg,指針下端的微分標(biāo)尺通過光學(xué)器件投影在顯示屏上,顯示屏正中央有一條可隨調(diào)零桿左右移動的豎直刻線(其移動幅度約為6分度),可使之與微分標(biāo)尺上的“0”標(biāo)線重合。當(dāng)天平指針滿偏轉(zhuǎn)時的正式分度數(shù)為100d,對應(yīng)量值為10mg。
天平檢定人員在定期檢修、檢定過程中,經(jīng)常需要對橫梁不等臂性誤差進行調(diào)整,即“調(diào)臂長”。這是天平檢修、調(diào)試過程中較為繁鎖而又難于掌握的技術(shù)之一。
在非自動天平檢定規(guī)程中對天平的橫梁不等臂性誤差計算公式為:
Y=±m*k/2Sp±[(L3+L4)/2–(L1+L2)/2] (1)
式中:m*k,為交換等量砝碼之后在較輕的稱盤上所添加的標(biāo)準(zhǔn)小砝碼k的折算質(zhì)量值;Sp為天平全載分度值。
計算公式中正負(fù)號選取的規(guī)則:若小砝碼加在左盤,m*k/2ep項前為正號,反之為負(fù)號。當(dāng)平衡位置L2相對于L1代數(shù)值增大時,則方括號前面取負(fù)值,反之取正值。
對天平檢定人員來說,如果按照規(guī)程的步驟進行調(diào)整及檢定,假設(shè)測得的數(shù)據(jù)如下:
秤盤上的載荷
順序
左盤
右盤
平衡位置
1
0
0
0
2
P1
P2
–3.3
3
P2
P1(k)
–2.1
4
0
0
0.4
從上表的數(shù)據(jù)中很難直接估算出臂長的誤差是多少,必須通過計算:
Y=–m*k/2Sp +(L3+L4)/2–(L1+L6)/2
將m*k=2.00mg及相關(guān)數(shù)據(jù)代入得:
Y =–2.000/2*0.1+(–3.3–2.1)/2–0.2
=–10–2.7–0.2
=–12.9(左臂長)
分析:由于需要使用小砝碼k,每調(diào)整一次,就要計算一次,然后再調(diào)整、再計算,費時費力。而且這種方法沒有明確的調(diào)整量,很難把握,不適合于現(xiàn)場檢定。
筆者通過工作中的分析、總結(jié),了一套、便捷的調(diào)整精密天平臂長的工藝方法,姑且取名“預(yù)知法”,自一九九七年沿用至今,效果很好。下面以TG328A型雙向標(biāo)尺天平(左邊重顯示負(fù)值,右邊重顯示正值)為例介紹如下,供大家參考。
說明:假設(shè)該天平的機械性能和其它方面的計量性能均己符合要求,只是不等臂性超差。
要點一:常備一對選配好的200g三等砝碼(俗稱等量砝碼),兩者之間的質(zhì)量差值應(yīng)在0.4~1mg之間,以0.8mg為*(為的是在調(diào)整TG328B及TG528天平時也能適用)。設(shè)較重的一個為P1,另一個為P2,并做好標(biāo)記。
依據(jù):檢定規(guī)程中的表4,對新生產(chǎn)、修理后的天平,橫梁不等臂性誤差Y的允差值為±3d。
要點二:由于調(diào)試中不再使用標(biāo)準(zhǔn)小砝碼k,故m*k=0。
則式(1)簡化為:
Y1=(L3+L4)/2–(L1+L6)/2 (2)
如果零位不超差,由于數(shù)值較小,暫且忽略不計,則上式又可簡化為:
Y2=(L3+L4)/2 (3)
即“不等臂性誤差”值近似等于“交換等量砝碼前后兩次讀數(shù)的代數(shù)和的一半”;
調(diào)試前的分析:
設(shè)不等臂性誤差Y=0,L1=0,L6=0,
根據(jù)式(3)得Y=(L3+L4)/2,即:L4=–L3;
設(shè)所使用的等量砝碼質(zhì)量差值為0.8mg,在Y=0,L1=L6=0的情況下,L3的理想值用L0表示,即:
L0=-0.8mg÷0.1=-8d。
以此作為臂長調(diào)整的參考點。即在理想狀態(tài)下L3的示值應(yīng)為-8d,兩砝碼交換后,L4的示值應(yīng)為:
L4=-L3 =-(-8)=8d。
等量砝碼交換前后,兩次讀數(shù)的值之和為:
Lm=|L4|+|L3|=|8|+|–8|=16d
如果將P1、P2分別放在左、右兩秤盤的中心,開啟天平后可能會出現(xiàn)兩種情況:
(1)若示值為L3=-18d,則偏差值為:ΔL=L3–L0=-18–(-8)=-10d,說明左臂較長;
(2)若示值為L3=+2d,則偏差值為:ΔL=2–(-8)=10d,則說明右臂較長。
調(diào)試步驟:
一、首先,將空秤零位調(diào)好,即使L1=0.0,而且經(jīng)過2~3次開、關(guān),確認(rèn)示值變動性不超差。
二、將P1、P2分別放在左、右兩秤盤的中心,開啟天平,讀取示值后關(guān)閉。
三、保持P1、P2,用方口小扳手將右側(cè)臂長調(diào)節(jié)螺釘向外或向內(nèi)微旋(調(diào)整量的多少有賴于感覺和經(jīng)驗的積累,動作力求穩(wěn)、準(zhǔn)、輕、緩,只要手指感到螺釘己被略微扳動即可),調(diào)整的原則目標(biāo)是:以-8為原點,超出多少分度就朝相反方向調(diào)多少分度。
對第(1)種情況,調(diào)整的目標(biāo)值是:
L3后=L0+∣ΔL∣=-8–(-10)=2d(±2d);
對第(2)種情況,調(diào)整的目標(biāo)值是:
L3后=L0+∣ΔL∣=-8–10=-18d(±2d)。
(說明:之所以將目標(biāo)值的公差設(shè)定為±2d,是因為考慮到臂長的允差值為±3d,以及零位影響±1d。)
開啟天平,察看調(diào)整的效果。一般需反復(fù)調(diào)整若干次,直至達到目的后關(guān)閉天平。下面以第(1)種情況為例進行說明,第(2)種情況道理相同而方向相反。
四、取下P1、P2。調(diào)整空秤零位。按步聚(3)再次測試和調(diào)整。比如示值為:L33=-10d。
五、交換P1、P2。將P2、P1分別放在左、右兩秤盤的中心,開啟天平,這時,標(biāo)尺必然偏向右邊,而且其平衡點是可預(yù)知的,即:L4≈2×8d–10d≈6d,讀取實際示值,比如:L4=6.2d,然后關(guān)閉天平。
分析及判斷:
1、將P1、P2分別放在左、右兩秤盤的中心,開啟天平,L3的讀數(shù)應(yīng)在-8±3d的范圍內(nèi)。因為Lm=16d,
當(dāng)L3=-11時,L4約為5,Y2=(-11+5)/2=-3d
當(dāng)L3=-5時,L4約為11,Y2=(-5+11)/2=3d
只有控制好L3值的范圍,才能確保Y2在±3d的范圍之內(nèi),如果超出范圍值,則需重新調(diào)整。
情況(1):L3的示值在范圍之內(nèi),讀數(shù)為:L3=-10d,初步估算不等臂性誤差:
方法一:Y2=L3–L30=-10–(-8)=-2d;或用
方法二:將L4=Lm+L3=16+(-10)=6d代入式(3)得
Y2=(-10+6)/2=-2d;
2、將P2、P1分別放在左、右兩秤盤的中心,開啟天平,讀取L4的示值,應(yīng)在(8~5)±2d范圍內(nèi),L4的讀數(shù)估算:
L4=Lm+L3=16+(-10)=6d
關(guān)閉天平。
3、取下P2、P1,讀取空秤平衡位置,關(guān)閉天平。
4、橫梁不等臂性誤差驗算。
通過以上粗調(diào)和估算,可以初步判定橫梁不等臂性誤差在允許范圍之內(nèi),如檢定過程數(shù)據(jù)記錄如下:
秤盤上的載荷
平衡位置
順序
左盤
右盤
L
1
0
0
0.0
2
P1
P2
-9.5
3
P2
P1
+6.5
4
0
0
+0.4
Y=(L3+L4)/2–(L1+L6)/2
=(-9.5+6.5)/2–0.2=–1.5–0.2=-1.7d(左臂稍長)
與不等臂性誤差估算值-2d基本相符。
情況(2):L3=-6d,初步估算不等臂性誤差:
方法一:Y+=L=-L30=-6–(-8)=2d;或用
方法二:將L4=Lm+L3=16+(-6)=10d代入式(3)得
Y2=(-6+10)/2=2d;
如果Y2大于3d,重新進行第3~5步調(diào)整。
2b、將P2、P1分別放在左、右兩秤盤的中心,開啟天平,讀取L4的讀數(shù),應(yīng)在(8~5)±2d范圍內(nèi),L4的讀數(shù)估算:L4=Lm+L3,
L4=16+(-6)=10d
關(guān)閉天平。
2c、取下P2、P1,讀取空秤平衡位置,關(guān)閉天平。
2d.橫梁不等臂性誤差驗算
通過以上粗調(diào)和估算,可以初步判定橫梁不等臂性誤差在允許范圍之內(nèi),檢定過程數(shù)據(jù)記錄如下:
秤盤上的載荷
順序
左盤
右盤
平衡位置
1
0
0
0
2
P1
P2
-6.2
3
P2
P1
+10.4
4
0
0
+0.2
Y=(L3+L4)/2–(L1+L6)/2
=(-6.2+10.4)/2–(0+0.2)/2=2.1–0.1=2.0d(右臂稍長)
與不等臂性誤差估算值2 d基本相符。
總結(jié):
1.按上述方法在反復(fù)調(diào)整臂時,不需調(diào)整零位,根據(jù)計算的偏差調(diào)整,有目標(biāo)、有方向的進行,直至達到要求為止,減少了反復(fù)調(diào)零的時間。
2.當(dāng)P1–P2=-0.8mg,將P1、P2分別放在左、右兩秤盤,只要L3的讀數(shù)在(-11~-5)d范圍內(nèi);交換后L4的讀數(shù)在(5~11)d范圍內(nèi),就可以初步認(rèn)為“不等臂性誤差”基本上符合要求,可以轉(zhuǎn)入下一步檢定工作。
3.此法對其它型號的100g~500g各級機械天平也同樣適用。

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