電子天平的誤差來源主要包括以下幾個方面:
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量時,誤差就會相對較大。
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果的準確性。如果傳感器的線性度不好、靈敏度不穩定或者存在零點漂移等問題,都會導致測量誤差。例如,長期使用后,傳感器的彈性元件可能會疲勞變形,影響其對質量的準確感知。
內部電路干擾:電子天平內部的電路系統如果設計不合理或者受到外界電磁干擾,可能會導致信號傳輸錯誤或測量值波動。例如,附近的大型電器設備、無線信號發射源等都可能對天平的電路產生干擾。
環境因素
溫度變化:溫度的變化會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,傳感器的電阻值可能會發生變化,導致測量結果出現偏差。一般來說,電子天平在20℃左右的環境溫度下能達到最佳測量精度,溫度偏離這個范圍越大,誤差可能就越大。
濕度影響:高濕度環境可能會使電子天平的部件受潮,影響其電氣性能和機械性能。例如,濕度較高時,天平的金屬部件容易生銹,傳感器的絕緣性能可能下降,從而導致測量誤差。
氣流干擾:在有氣流的環境中,氣流會對天平上的物體產生浮力或壓力,影響測量結果。特別是對于高精度天平,即使是輕微的氣流也可能導致明顯的誤差。例如,在空調出風口附近或窗戶邊等氣流較大的地方使用電子天平,測量值可能會不穩定。
振動影響:外界的振動會使電子天平的傳感器產生額外的受力,導致測量結果不準確。例如,在靠近公路、工廠車間等振動源的地方使用天平,或者在天平使用過程中受到碰撞、晃動,都可能引起測量誤差。
人為因素
操作不當:在使用電子天平時,如果操作不正確,會引入誤差。例如,在天平未調平的情況下進行測量,會使測量結果不準確;稱量物體時,沒有將物體放置在天平的中心位置,也會導致測量誤差。
校準不規范:電子天平需要定期校準以確保其準確性。如果校準過程不規范,如使用的校準砝碼不準確、校準環境不符合要求等,會使天平的測量結果出現偏差。
維護保養不到位:日常維護保養對電子天平的性能保持至關重要。如果不定期清潔天平、不及時更換磨損的部件,或者長期不使用時沒有正確存放,都可能導致天平出現故障或性能下降,從而產生誤差。
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果。例如,稱量熱的物體時,由于熱空氣的對流作用,會使測量值偏輕;帶有磁性的物體可能會與天平的金屬部件產生相互作用,干擾測量。
物體質量變化:在稱量過程中,如果被測物體的質量發生變化,如吸收空氣中的水分、揮發等,會導致測量結果不準確。例如,稱量易吸水的藥品時,如果沒有采取密封措施,藥品吸收空氣中的水分后質量會增加。