天平使用技巧和诀窍---梅特勒-托利多公司

天平使用技巧和诀窍---梅特勒-托利多公司 天平位置   称量结果的精确性与重现性与天平位置密切相关。为了确保您的天平可在最佳的状况下运行，请遵循以下准则：   称量台   · 稳定(实验台、实验桌、石台)。在操作过程当中，您的称量台不得下陷，还应尽可能地不传递振动。 · 抗磁干扰(无金属板)。 · 防静电电荷(无塑料或玻璃)。 · 墙面或地面安装。称量台应固定在地面或墙面上。同时在这两处固定，来自于墙壁与地面的振动会同时传递至称量台。 · 为天平预留位置。 * 天平位置 称量结果的精确性与重现性与天平位置密切相关。为了确保您的天平可在最佳的状况下运行，请遵循以下准则： 称量台 * weighing_bench.jpg稳定(实验台、实验桌、石台)。在操作过程当中，您的称量台不得下陷，还应尽可能地不传递振动。 * 抗磁干扰(无金属板)。 * 防静电电荷(无塑料或玻璃)。 * 墙面或地面安装。称量台应固定在地面或墙面上。同时在这两处固定，来自于墙壁与地面的振动会同时传递至称量台。 * 为天平预留位置。 安装位置与称量台必须足够稳定，确保当有人倚靠在实验台或者接近称量位置时，天平显示屏读数不会改变。不得在天平下方使用写字垫等软垫。 最好将天平直接放置在称量台的支架上方，因为此区域受到的振动最小。   工作室   · 无振动 · 无漂移 将称量台放置在室内的角落。这些地方是建筑物内受振动影响最小的区域。房间的入口最好使用滑门，以降低门移动所产生的影响。   温度 · 尽可能地使室内保持恒温。称量结果受温度影响！(典型漂移：1-2 ppm/℃)。 · 不得在散热器或窗户附近进行称量。 具有’FACT”(全自动校准技术)功能的梅特勒-托利多天平可补偿由于温度引起的漂移。鉴于此，应始终开启 ‘FACT”。   环境湿度 · 相对湿度 (% RH) 最好介于 45 % 与 60 % 之间。如果相对湿度小于 20 %或超出 80 % RH，则不得操作天平。 如使用微量天平，建议持续监控，尽可能地保持湿度恒定。   光照 · 在可能的情况下，将天平放置在不带有窗户的室内。 光线直射(高温)会影响称量结果。 · 将天平放置在距离照明装置较远的地方，以避免热辐射。对于灯泡应尤其如此。使用荧光灯管。   气流 · 请勿将天平放置于空调或者安装有换气扇装置(如：电脑 或大型实验室装置)产生的气流中。 · 使天平与辐射物保持充分距离。除了潜在的温度漂移之外，强劲气流还会干扰天平运行。 · 不得将天平放在门旁。 · 避免将天平放置在人流多的地方。人流会导致称量位置产生气流。 天平操作   微量天平、半微量天平、分析天平与精密天平是精确度最高的测量仪器。以下内容将有助于您获得可靠的称量结果。   开启 · 不要断开天平电源，应始终使其保持开启状态。这将使天平达到热平衡。 · 当您关闭天平时，使用显示器键(对于较早的型号而言，为去皮键)。此时天平处于待机模式。电子元件始终保持通电状态，无需预热。 提示：我们建议当首次将天平与电源连接时，应对各台天平 进行不同时间的预热。预热时间为： · 微量天平的预热时间至少12小时 · 半微量天平与分析天平的预热时间约为6小时 · 精密天平的预热时间约为3小时 除了这些准则之外，还应遵照操作说明书中所述的最短时间执行。   调节水平 · 调节天平水平方法为：检查气泡是否位于水平指示器的中部。使用水平调节脚进行调节。然后必须调准天平的示值误差。具体流程请参见天平的操作使用说明。 提示：为了确保与 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 天平每次正确调平，以及符合 提示： 为了确保与记录天平每次正确调节至水平，以及符合 GxP1，我们建议使用具有 LevelControl水平控制系统的XP天平。   校正 尤其当出现下列情况时，应定期校正天平的示值误差： · 首次使用天平时 · 更换天平位置时 · 在对天平进行水平调节后 · 当温度、湿度或气压出现大幅度变化时。 提示：在出现温度变化之后，具有 ‘FACT” 全自动校准功能 的天平进行全自动校正对您来说十分重要。这些型号还可使您延长日常测试的时间间隔。   读数 · 每次开始称量时，检查天平是否准确显示零点。必要时先去皮，以避免零点误差。 · 只有当位于天平显示屏左上方的小圆圈消失时读取结果。称量结果通过此稳定度探测器发出。 提示：XP系列天平拥有先进的稳定度探测器。该系列天平以 蓝色显示不稳定的测量值。一旦稳定，显示数值立即变为黑色，位于左上方的圆圈消失。这将使您更加快速、安全以及可靠地识别稳定的称量结果。 秤盘 · 始终将称量样品放置在秤盘的中心。这将避免偏载误差。 · 使用微量与半微量天平时，在相对较长时间(超过 30 分钟)的暂停后，应首先加载一次，从而避免’初始称量的影响”。    称量容器 · 使用尽可能小的称量容器。 · 当空气湿度低于 30 % 至 40 % 时，避免使用由塑料制成的称量容器。使用塑料容器会增加静电的风险。具有高度绝缘性的材料(如：玻璃与塑料)可产生静电电荷。这会导致称量结果严重失实。鉴于此，确保您采用适当的纠正措施(详见静电) · 称量容器及样品的温度应当与环境温度相同。温差会产生导致使称量结果失实的气流(详见温度)。在将称量容器从烘箱或玻璃仪器清洗仪中取出后，待其冷却后再放置在天平上称量。 · 在条件允许的情况下，请不要直接用手将称量容器放置到防风罩内。这会改变防风罩内部与称量容器的温度与湿度，从而对测量过程产生负面影响。 提示：不同的去皮容器支架为避免误差与安全称量提供最佳条件(如图所示) 防风罩 · 尽可能在较远地距离打开防风罩。这将使防风罩内保持恒温，并且不会影响称量结果。 · 调节具有自动开启和可设置防风罩开启的天平参数(如：XP系列天平)，以确保防风罩的开口最小。 提示：为确保即使是在最具挑战性的条件下所进行的称量更 加简单与精确，我们建议将特定配件用于我们的 XP/XS 系列天平。即使当您在不利的环境条件下对要求非常小的允差的微量样品进行称量时，仍将获得最佳的结果。例如，我们的专用防风罩’最小称量防风门”是在通风柜中使用的理想产品。然而，此产品同样为’普通”称量条件提供优点。该产品可使净重读数的重复性提高约两倍! 使用SmartGrid网格秤盘时，可更快的获得稳定的称量数据，从而可使4位的分析天平的防风罩门在称量过程中保持开启状态。 天平保养 · 保持称量室与秤盘清洁。 · 使用洁净的称量容器。 · 可使用常规的窗户清洗液清洁天平。 · 不得使用含有杂醇油的拭布。 · 不得将污染物刷入缝隙和开口内。 · 清洁之前，拆下所有可拆除的部件，如秤盘。 提示：可将XP/XS分析天平上的各防风罩门拆下再进行清洁。 1 GxP Good Laboratory Practice (GLP) or Good Manufacturing Practice (GMP) 物理影响   如果称重显示屏不 定，则称重结果将按同一 向缓慢漂 移或者干脆显示错 值，这经常是由于不良物理 响所造 成的。 常见的原因为： · 称量样品的影响 · 周围环境对天平的影响 · 称量样品吸湿或挥发 · 带有静电电荷的样品或容器 · 磁性样品或容器 在下一章节中，我们将详细介绍这些影响与造成这些影响的因素以及纠正措施。   温度   问题 显示值单方向漂移。 可能原因 天平与电源连接的长度不足。 称重校品与周围环境之间存在温度梯度，导致沿称重容器出现气流。沿容器侧部流动的空气产生向上或向下力，从而导致称重结果错误。这种效应被称为动态浮力。这种效应在达到温度平衡之前不会消失。原理如下：冷性物体显示较重，暖性物体显示较轻。这种效应可导致多种问题出现，尤其是微量天平、半微量天平与超微量天平的称重结果出现差异。 可能原因 天平通电时间不够。 样品与周围环境之间存在温度差异，导致顺沿称量容器出现气流。沿容器侧部流动的空气产生向上或向下力，从而导致称量结果错误。这种效应被称为动态浮力。这种效应在达到温度平衡之前不会消失。原理如下：冷性物体显示较重，暖性物体显示较轻。这种效应可导致多种问题出现，尤其会导致微量天平、半微量天平与超微量天平的称量结果出现差异。 示例 您可通过以下实验测试动态浮力：称量一只锥形或类似烧瓶，并记录质量。将这只烧瓶握在手中约一分钟，然后再次称量。由于烧瓶的温度升高并且出现温度差异，因此烧瓶的称量结果的显示值较原来轻。 (您手部的汗液与此效应没有关系。否则应得到较重的称量结果)。 纠正措施 · 从干燥炉或冰箱中取出的样品请勿直接称量 · 样品温度与实验室或称量室温度一致 · 使用镊子夹取去皮容器 · 不得将手放入称量室中 · 选择表面面积小的去皮容器   吸湿/蒸发   问题 显示值单方向持续漂移。 可能原因 您测量的是挥发性物质的损耗质量(如：水的蒸发)或者是吸湿样品的增加质量(大气增湿)。 示例 您可以使用酒精或者硅胶复制此效应。 纠正措施 使用洁净并且干燥的去皮容器，并且避免秤盘积聚灰尘或水滴。使用具有窄颈的容器并且安装盖子或塞子。对于具有圆形底座的烧瓶，不要使用软木塞或者纸板。这会增加或者损耗大量水分。在此方面，三角形金属支架或者XP/XS系列天平的’易巧称量组件”可适用。   静电   ErgoClip Basket 问题 每次称量显示不同的称量结果。显示值不稳定。称量结果的重复性差。 可能原因 去皮容器或者样品已带有静电。玻璃、塑料、粉末或者颗粒物质等低电导率材料无法或者仅可以非常缓慢地(若干小时)将静电电荷排除。这种放电现象主要是在搬运或者运输容器或材料过程中通过搅拌或者摩擦产生的。低于 40 % 相对湿度的干燥空气会增加出现这种问题的风险。 称量误差通过作用于样品与环境之间的静电力而产生。微量天平、半微量天平和分析天平工作时受到静电电荷影响，引发上述误差。 示例 由毛绒轻微摩擦的干净玻璃或塑料容器非常明显地显示出了这种效应。 纠正措施 · 增加大气湿度 · 静电放电是冬季在供暖房间内所出现的尤为明显的一种问题。在带有空调的房间内，通过设置空调从而增加湿度(相对湿度为 45 % 至 60 %)会有所帮助。 · 屏蔽静电力 将去皮容器放在金属容器内。 · 使用其他去皮容器 塑料与玻璃宜产生静电，因此不适合。金属是较好的材料。 · 使用去静电装置。不过，这些市面有售的产品并非在所有情况下均有效。 · 使用梅特勒-托利多所提供的各种去静电装置。 注：天平，包括秤盘需始终接地。所有梅特勒-托利多出品的带有三针脚电源插头的天平均自动接地。 提示：’易巧组件”去皮容器支架具有优异的消除静电的功能，因此可有效防止试管与烧杯出现上述问题   磁性   ErgoClip Flask 问题 样品的质量取决于其在秤盘上的位置。称量结果的重复性差。不过显示值一直保持稳定。 可能原因 您正在称量一个磁性材料。磁性与磁导物体施加互相吸引力。所产生的其他力被错误解释为载荷。几乎所有由铁(钢)制成的物体对磁力高度导磁(铁磁)。 纠正措施 如果可能，将样品放置在由Mu磁性合金薄膜等物质制成的容器中消除磁力。由于磁力随着距离的增加而减小，因此可通过使用一个非磁性支架(如：烧杯、铝质支架)将样品进一步远离秤盘。可通过使用一个挂钩实现相同效应。这种’挂钩天平”设置为大多数梅特勒-托利多微量天平、半微量天平、分析天平与精密天平的标准内置设置。梅特勒-托利多尽可能地使用非磁性材料将这种效应减小至最低程度。 提示：如想使用精密天平测量具有平常的和较大尺寸的磁铁 时，我们建议您使用MPS抗磁性秤盘。对于分析天平而言，我们建议使用一个三角形支架，这将增加磁铁与秤盘的间距。对于XP/XS天平而言，我们提供用于此目的的专用’易巧称量组件”。   静态浮力     效应 在空气与真空中进行称量的样品并非具有相同的质量。 原因： ’物体所减少的质量等于其所取代介质的质量”(阿基米德原理)。这一原理解释了之所以船只漂浮，气球升空以及样品质量受大气压力影响的原因。 示例 然后如果我们使用一个钟形玻璃罩将杠杆式天平封闭，并且在其内部生成真空，则杠杆将会向水的一侧倾斜，这是因为由于体积较大，水将替换较多的空气，因此经受较大的浮力。在真空中，不存在任何浮力。因此在真空中，右侧的水质量超过100克。 纠正措施 使用密度为 8.0 g/cm3 的标准砝码调节天平的示值误差。在称量具有不同密度的样品时，将出现空气浮力误差。在进行要求高度测量精确性的称量时，应当校正相应的显示质量。 确定称量样品的质量的程序：     1. 计算空气密度 2. 确定样品的质量(修正空气浮力) 示例 样品的密度 2600 kg/m3 天平显示值 200.000 g 大气压力 1018 hPa 相对大气湿度 70 % 温度 20 ℃   重力   效应 当称量的高度发生改变时，显示的称量值不同。例如，当称量时高度增加10 米时(例如：从建筑物的一楼移至四楼)，显示值将发生改变。 原因 如想确定物体的质量，天平测量位于地球与样品之间的质量的作用力(即：吸引力，又称重力)。此力主要取决于位置的纬度和海拔高度(与地球中心的距离)。 定理如下： 1. 质量距离地心越远，则作用于其之上的重力越小。质量随着距离的增加而减小。 2. 位置距离赤道越近，则因地球自转而产生的离心加速度越大。离心加速度抵消吸引力(重力)。 两极距离赤道最远，最接近地心。因此在两极，对质量的作用力最大。 示例 如果 200 克的质量在一楼准确显示为 200.00000 克，则在四楼 (高出 10 米)的质量为： 纠正措施 任何时候当移动或首次使用天平之前，应调节天平水平并对其进行调准。 提示：带有内置FACT全自动校准技术的天平自动执行此项校准。’FACT”是梅特勒-托利多的XP/XS天平的标准配置 技术术语   METTLER TOLEDO offers practical guides to weighing terminology for all users of weighing instruments in the industry and science fields. Dictionary of Weighing Terms - A Guide to the Terminology of Weighing Find below an overview af the most important weighing terms. 可读性 天平的可读性是指可在显示屏上读取的两个测量值的最小差别。当使用数字显示屏时，这是指最小的数值增量，又称为’分度值”。 1 不同类型天平的可读性(或分度值) 与’DualRange”天平具有两种不同类型的可读性，这在价格方面十分吸引人。 准确度 测试结果是否可修正或近似参考值的程度的定义，依照定义或 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 [DIN255350-13]。 或者简言之：天平的显示值接近样品实际质量的程度。 测试砝码的准确度等级 概括相同准确度等级的不同砝码。 按照 OIML3 分类的砝码等级建议确保遵从有关砝码分类的误差限值以及确保表面质量与此国际建议一致。www.oiml.com  作为检测、测量与测试设备的控制部分，质量管理标准要求使用可追溯的砝码按照适当的周期校准或调节天平。用于此目的砝码必须经过认证具有相应的准确度等级。 示值误差 测量仪器的输出变量变化值除以相关输入变量变化值 ([VIM] 5.10)4。对于天平而言，为称量值的变化值 ΔW 除以载荷变量 Δm 示值误差是天平最为重要的技术参数之一。天平指定的示值误差通常被理解为在标称范围内所测量的全局示值误差(斜率)。 示值误差的温度系数 示值误差取决于温度。依赖程度通过因环境的温度变化影响所产生的测量值可逆偏差确定。这由示值误差的温度系数(TC) 得出，与每摄氏度的显示重量(或样品重量)偏差百分比一致。例如：使用 XP 天平时，示值误差的温度数为0.0001 %/℃。这意味着，当温度变化 1 ℃ 时，示值误差变化 0.0001 %或 万分之一。 温度系数的计算方法如下： 在该等式中，ΔS 为示值误差变化值，ΔT 为温度变化值。示值误差变化值 ΔS 等于结果变化值 ΔR 除以加载值 m 或者去皮重后的样品重量。利用这一信息，可通过重新排列上述等式计算在一定温度变化条件下测量结果的偏差。 对于显示值，我们可得出： 如果您在 XP/XS 分析天平上对 100 克的加载值(样品重量)进行称量，并且实验室的环境温度自上一次校准之后变化5 ℃，则在最差的情况下可得出以下最大结果变化值 ΔR(XP 的温度系数为 0.0001 %/°C)： 如加载值仅为 100 mg，即减小1000 倍，则最大偏差同样会相应减小，为 0.5 μg。 FACT “全自动校准技术”的缩略语 (“FACT”)。根据天平的类型与线性自动调整示值误差。任何时候当超出既定温度变化值时将触发校准操作。在天平生产过程中，内部砝码通过”初始校准”与国际测量标准进行可追溯性关联。在这一过程中，通过将一个经过认证的砝码放置在天平上并将数值存储在天平中确定内部砝码的质量。 proFACT “专业级全自动校准技术”的缩略语 (“proFACT”)。专业自动调节示值误差。 提示：XP/XS半微量与分析天平具有两个内置砝码。这意味着在校准期间，天平不仅测试示值误差，而且测试非线性。 线性(非线性) 线性表示天平在遵循载重 m 与显示值 W(示值误差)之间线性关系方面的能力。在这里，假定理想曲线为一条位于零与最大荷重之间的直线(请见：示值误差)。 相反，非线性定义测量值与理想曲线出现正负偏差所在频带的宽度。例如：对于梅特勒-托利多XP分析天平 XP205DR 而言，在 200 克的整个称重范围内，与理想曲线线性进程的最大偏差为 ±0.15毫克。 重复性 重复性是指在相同的测量条件下，天平在对一个载荷以及相同载荷进行反复称量时提供相同结果能力的基准 ([OIML5 R 76 1] T.4.3)。必须由同一名操作人员使用相同的称量方法在相同秤盘上的相同位置、相同的安装位置、恒定的环境条件下不中断的进行一系列测量。一系列测量的标准偏差是表达重复性的测量方式。 尤其是在使用高分辨率天平时，重复性好坏不仅仅取决于天平性能。重复性还受环境条件(通风、温度变化、振动)与样品的影响，以及进行称量操作的人员技能的影响。下列示例所示为在可读性为 0.01 毫克的半微量天平上所进行的一系列测量。   现在让我们一起来确定这一系列测量的平均值与重复性。                      平均值：平均值：xi = 这一系列测量的 i-th 结果                       N:测量(称量) 次数，通常为 10 平均值 x = 27.514667 g。 这一标准偏差用作重复性基准 t。因此，这一系列测量的重复性为 s = 0.0095 mg。测量结果的不确定度约为重复性 u ≈ 2s...3s 的两至三倍，即：实际结果 x 位于区间 x - u < x < x + u 以内 在我们的测量中，u ≈ 2 s ≈ 2 x 0.01 mg = 0.02 mg，这样我们可以通过 x ± u = 27.51467 g ± 0.02 mg 得出称量结果。因此，使用上述系列测量中所使用的天平所预测出的此载荷的最小测量值为 27.51465 g，最大值为 27.51469 g，这与该系列的测量结果完全一致。 可追溯性 通过具有指定测量不确定度的一系列不间断比较链测量所得出的测量结果([VIM]6 6.10)。 可追溯至国际或国家适用标准。用于质量测量的常规砝码可追溯至上级标准。 调节水平 在天平的参考位置设置天平(常规方法：水平面)，即：平行于天平的垂直方向设置其运行方向。作为常规，这与设置天平外壳的水平方法相同。结果会由于倾斜角的余弦产生失真。纠正措施：所有天平提供通过使用可调节支脚进行水平调节的选项。 提示：XP天平具有LevelControl水平控制系统。当天平未处于水平状态时，LevelControl 将自动发出报警并且进行记录，这将有利于提高测量的可靠性以及消除视觉控制(如：使用测量器具时)所存在的固有风险。 偏载 1.通过偏离中心(偏心)的加载所得到的测量值的偏差。将加载物加载并从秤盘中心卸载时，偏载的增加与加载的重量有关。如果将相同的加载量放置在秤盘的不同部位时显示值依然保持一致，则表明此天平偏载误差。鉴于此，使用高精度的天平时，务必确保样品始终准确位于中间位置。 重现性 即使在不同条件(指定)下依照下列内容进行单独测量时，相同测量变量的测量值之间的近似程度： · 测量过程 · 观察员 · 测量仪器 · 测量位置 · 使用条件 · 时间 准确度 作为对测量结果系统偏差进行评定的定性术语。一系列测量值的预测值与所测量物体的实际值之间一致性的接近程度 ([ISO7 5725] 3.7)。 注释 只有当存在多个测量值和一个获得认可的正确参考值时方可对准确度进行评估。 精确度 作为对测量结果平均偏差进行评定的定性术语。在规定的条件下所获得独立测量值之间一致性的接近程度 ([ISO1) 5725] 3.12)。精确度仅取决于随机误差的分布，与测量变量的实际值(准确度)无关。示例 测量仪器提供的测量值的能力很少会有偏差。注释 只有当存在多个测量值时方可评估精确度。 测量不确定度 一个与测量结果相关，并且对可合理归因为测量变量的测量值分散度进行定性的参数 ([VIM]8 3.9)。此参数，即：测量不确定度通常由标准不确定度 u 或者扩展测量不确定度 U(置信区间)表示。GUM9 包含有关确定测量不确定度的方法说明。根据 GUM 说明，当二次误差相互不影响时，测量不确定度通过计算二次误差的总和获得。注释 计算测量不确定度的方法有多种。对于制药业而言，通常依照《美国药典》确定。否则，测量不确定度通常依照 ISO10 17025 确定。后者符合 GUM 方法。 提示：在大多数国家/地区当中，梅特勒-托利多服务中心按照客户的需求上门进行测量不确定度计算服务。 最小初始称量值 如果低于此值，测量结果的相对偏差将会过大。 提示：梅特勒-托利多XP天平提供最先进的称量技术，成功应用于极少样品的称量。 校准 在指定测量条件下确定测量值与测量变量实际值之间的 偏差。 提示：梅特勒-托利多 Excellence 与 Excellence Plus 天平将各个 差记录在显示屏! 上，并且将其发送至外部软件程序或打印机。 校准 在指定测量条件下确定测量值与测量变量实际值之间的偏差。提示：梅特勒-托利多 XP/XS天平将各个误差记录并显示在显示屏上，或将其发送至外部软件程序或打印机。 调准 在指定测量条件下确定测量值与测量变量实际值之间的偏差。然后应进行调整。 提示：梅特勒-托利多XP/XS天平通过在显示屏上显示误差，或将其发送至外部软件程序或打印机的方式对各个误差进行记录。关于软件，我们建议使用符合梅特勒-托利多 METTLER TOLEDO Good Weighing Practice™ 、集成了检查、测量与测试的”LabX balance”。 1 1d = 1 位数 = 1 个数值增量 2 DIN   德国标准化学会 3OIML 国际法制计量组织 4 VIM 国际通用计量学基本术语 5 OIML 国际法定度量衡组织 6 VIM 国际通用计量学基本术语 7 ISO 国际标准化组织 8VIM International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology 9GUM Guide of Uncertainty of Measurement 10ISO International Standards Organization