電子天平的誤差來源主要包括以下幾個(gè)方面:
儀器本身因素
精度限制:電子天平的精度是有限的,不同等級(jí)的天平具有不同的最小分度值和最大允許誤差。例如,高精度的分析天平可能精確到0.1mg甚至更小,而普通的托盤天平可能只能精確到0.1g。在使用低精度天平測量微小質(zhì)量時(shí),誤差就會(huì)相對(duì)較大。
傳感器性能:傳感器是電子天平的核心部件,其性能直接影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。如果傳感器的線性度不好、靈敏度不穩(wěn)定或者存在零點(diǎn)漂移等問題,都會(huì)導(dǎo)致測量誤差。例如,長期使用后,傳感器的彈性元件可能會(huì)疲勞變形,影響其對(duì)質(zhì)量的準(zhǔn)確感知。
內(nèi)部電路干擾:電子天平內(nèi)部的電路系統(tǒng)如果設(shè)計(jì)不合理或者受到外界電磁干擾,可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)傳輸錯(cuò)誤或測量值波動(dòng)。例如,附近的大型電器設(shè)備、無線信號(hào)發(fā)射源等都可能對(duì)天平的電路產(chǎn)生干擾。
環(huán)境因素
溫度變化:溫度的變化會(huì)影響電子天平的傳感器和其他部件的性能。例如,溫度升高時(shí),傳感器的電阻值可能會(huì)發(fā)生變化,導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)偏差。一般來說,電子天平在20℃左右的環(huán)境溫度下能達(dá)到最佳測量精度,溫度偏離這個(gè)范圍越大,誤差可能就越大。
濕度影響:高濕度環(huán)境可能會(huì)使電子天平的部件受潮,影響其電氣性能和機(jī)械性能。例如,濕度較高時(shí),天平的金屬部件容易生銹,傳感器的絕緣性能可能下降,從而導(dǎo)致測量誤差。
氣流干擾:在有氣流的環(huán)境中,氣流會(huì)對(duì)天平上的物體產(chǎn)生浮力或壓力,影響測量結(jié)果。特別是對(duì)于高精度天平,即使是輕微的氣流也可能導(dǎo)致明顯的誤差。例如,在空調(diào)出風(fēng)口附近或窗戶邊等氣流較大的地方使用電子天平,測量值可能會(huì)不穩(wěn)定。
振動(dòng)影響:外界的振動(dòng)會(huì)使電子天平的傳感器產(chǎn)生額外的受力,導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確。例如,在靠近公路、工廠車間等振動(dòng)源的地方使用天平,或者在天平使用過程中受到碰撞、晃動(dòng),都可能引起測量誤差。
人為因素
操作不當(dāng):在使用電子天平時(shí),如果操作不正確,會(huì)引入誤差。例如,在天平未調(diào)平的情況下進(jìn)行測量,會(huì)使測量結(jié)果不準(zhǔn)確;稱量物體時(shí),沒有將物體放置在天平的中心位置,也會(huì)導(dǎo)致測量誤差。
校準(zhǔn)不規(guī)范:電子天平需要定期校準(zhǔn)以確保其準(zhǔn)確性。如果校準(zhǔn)過程不規(guī)范,如使用的校準(zhǔn)砝碼不準(zhǔn)確、校準(zhǔn)環(huán)境不符合要求等,會(huì)使天平的測量結(jié)果出現(xiàn)偏差。
維護(hù)保養(yǎng)不到位:日常維護(hù)保養(yǎng)對(duì)電子天平的性能保持至關(guān)重要。如果不定期清潔天平、不及時(shí)更換磨損的部件,或者長期不使用時(shí)沒有正確存放,都可能導(dǎo)致天平出現(xiàn)故障或性能下降,從而產(chǎn)生誤差。
被測物體因素
物體特性:被測物體的溫度、磁性、靜電等特性可能影響測量結(jié)果。例如,稱量熱的物體時(shí),由于熱空氣的對(duì)流作用,會(huì)使測量值偏輕;帶有磁性的物體可能會(huì)與天平的金屬部件產(chǎn)生相互作用,干擾測量。
物體質(zhì)量變化:在稱量過程中,如果被測物體的質(zhì)量發(fā)生變化,如吸收空氣中的水分、揮發(fā)等,會(huì)導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確。例如,稱量易吸水的藥品時(shí),如果沒有采取密封措施,藥品吸收空氣中的水分后質(zhì)量會(huì)增加。