任何一台计量仪器都具有其特有的计量性能,天平的计量性能包括稳定性、正确性、灵敏度和不变性。
1.天平的稳定性
天平横梁在受到扰动后,能自动回到初始平衡位置的能力,称为稳定性。天平的稳定性主要决定于横梁重心的高低,重心在支点以下越远,天平越稳定,反之天平的稳定性越差或根本不稳定。
2.天平的正确性
天平的正确性是指横梁两臂具有正确固定的比例关系。等臂天平要求两臂长度相等,确切地说是两长度之差在一定的允差之内;不等臂天平则要求两臂长度符合设计规定的比例范围。
等臂天平的正确性习惯上称为横梁的不等臂性。由于横梁的不等臂性引起的称量误差叫不等臂性误差。天平的正确性在检定结果中不是以横梁长度之差表示,而是以天平全载时由于不等臂性表现出的称量误差表示。
天平的不等臂性误差与两臂长度之差成正比,也和载荷成正比。
横梁臂长受温度影响较大,例如黄铜横梁两臂温差0.2℃时,对100克重量引起的称量误差约为0.5毫克。
横梁、刀盒螺丝的材料及制造、调整技术都能影响天平的不等臂性。有时一台调整合格的天平经过一段时间的使用,存放或运输后,不等臂性误差超出规定,是否需要调整应根据具体情况决定。如果使用中,称量的重量很小,仅为天平最大载荷的几分之一到几十分之ー,则不等臂性误差也缩小几分之一到几十分之一,对于一般的分析工作不致影响称量的准确度,可不必调整。
3.天平的灵敏度
计量仪器灵敏度广义的定义为,仪器指针的线位移或角位移与引起此位移的被测量值的变动量之比。
等臂天平的灵敏度有时随载荷而改变,天平的三个刀刃连线如果在一条直线上,其灵敏度不随载荷改变而变化。如果边刀高于三刀刃连线(压线),天平载荷增加时,灵敏度增高。一般天平在使用中,由于刀刃磨损或载荷后横梁变形,边刀低于三刀连线(离线),天平随载荷增加灵敏度降低。
对于设计定型的天平,其灵敏度不能用提高横梁重心的方法任意提高,因为灵敏度与稳定性是相互矛盾,相互制约的。任何一台天平其灵敏度和稳定性的乘积是一个常数,应将天平的灵敏度和稳定性均调在最佳值。
4.天平的不变性
天平示值的不变性是指天平在同一个重量差的作用下,其各次的平衡位置的重现性。习惯上把这些平衡位置的差异叫做天平的示值变动性。显然,天平的示值变动性反映了天平的不变性。天平的示值变动性表示称量结果的可靠程度。天平的变动性和稳定性之间虽有密切联系,但不是同一个概念。稳定性主要与横梁的重心位置有关。重心位置过高时,稳定性减小,表现出变动性过大。而天平的变动性除与稳定性有关外,还与天平的调整状态(如三刀平行性、刀缝太小等)和环境因素(温差、气流、震动等)有关。