晒晒我的“一种精密度高的托盘天平”
       现有的托盘天平由于其结构问题,精确度仅为1g,可估读至0.1g,在中学教学或者实际生产中经常需要精密度稍高的天平,精密度的天平虽然有分析天平、光学天平、电子天平等,但是这些天平结构复杂、成本高,不易操作,还容易损坏,不易普及,中国专利申请号200920125404.8名称为《一种托盘天平》以及中国专利申请号200820036144.2名称为《改良结构的托盘天平》虽然有了改进,但是称量精度没有改变。
天平.JPG
  
    如图所示,一种精密度高的托盘天平,包括底座6、支架5、游码4、刻度尺2,其特征在于:所述游码4套在刻度尺2上并可以沿刻度尺2滑动,刻度尺2上有10个等分的大格并分别标有相应的数字,起始格标记为“0”,每个大格又等分成10个小格,游码4上有10个等分的小格并且起始格标记为“0”,游码4上的10个小格的长度等于刻度尺2上9个小格的长度,当游码4拨至最左端时,游码4上的“0”刻度与刻度尺2上的“0”刻度对齐。
    该结构是把托盘天平和游标卡尺有机的结合起来,能明显提高托盘天平的精确度。
    其中1-托盘,2-刻度尺,3-调节螺母,4-游码,5-支架,6-底座。
【注:本创作申报并获得了国家实用新型专利,专利号:201120037617.2】
来自 江湖科学
2012-11-20 22:27:19
1楼
普通托盘天平,加了游标
精度还是高不了
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2楼
该托盘天平的读书标尺借用了精确度高的游标卡尺,因此能明显提高称重的精确度.
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3楼
只有这些专利图纸 没有成品照片吗
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4楼
有成品,被济宁市科协截留了。
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5楼
LZ啊,你的创新精神是值得鼓励的,但是首先你得懂点基本的科学原理啊

托盘天平受其结构及外部环境影响,最大精度只能达到0.1克,所以不管你把标尺做得多精密,有效精度也只有0.1克,不会有任何改变。

而要想达到更高的精度,就必须改变天平结构及材料,如使用玛瑙刀口和更长的平衡臂,并在外面罩上玻璃罩以降低气流干扰。于是,物理天平就诞生了,其精度最高可达0.001克

7.jpg
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6楼
对了,你还有个很低级的错误。托盘天平的精度是0.1克,这是精确值而非估读值,因为这是标尺上的最小分度。这种标尺的估读为0.05
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7楼
普通的托盘天平只能估读至0.1g,我的这种天平就能估读到小数点以后第二位,能说没提高吗?
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8楼
回 7楼(热爱人生) 的帖子
如楼上说的,  玛瑙刀口  才是精度保证的重点之一,  圆面接触,从原理上来说,已经是结构不合理,

2,电子的能作得比这个高。

3,又被楼上说了~~~~    排外界的干扰,
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9楼
。。。。。 我不是打着~~~~讨论的名义打击你。  

我说出了我对这个东西的看法。

  听听我们的意见~~~看看能不能作出让我无话说的不,当然还有其它人在~~~~
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10楼
回 7楼(热爱人生) 的帖子
请重新学习中学物理实验课程:托盘天平的使用。然后你就知道0.1克是不是估读了

然后请仔细看我之前的回复。已经写得非常非常清楚了:托盘天平本身精度只能到0.1克,你标尺再精密管蛋用

最后你又犯了个很低级的错误。游标卡尺这种结构的标尺是刻度读数里唯一没有估读值的,你的中学物理老师没有告诉过你吗?
+1  科创币    20!Dopaminor   2012-11-21   楼主是中学化学老师....233333
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2012-11-21 00:28:58
11楼
同意5楼意见。这种结构的天平,无论如何都不能提高称量精度的,即使把标尺及游码的刻度进一步细分,也无法明显改观——至少,由于观察角度的变化,就会造成很明显的不同。
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12楼
10L已经说的很明了了,拖拉机即使换上保时捷的引擎也跑不到180公里的时速,先天条件决定了。
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13楼
初一看以为是“不倒翁”原理的天平,结果发现并没有利用这种结构。

天平的学问很大,除了刀口,还有力学设计,甚至材料的温度稳定性都要考虑进去。刀装在什么地方,多大的质量差别转化为多大的偏转,需要仔细做受力分析。

目前机械天平的感量极限大约是十万分之一克。普通光电(机械)天平是万分之一克,最大称量100克的架盘天平大约是十分之一克,教学用物理天平一般是百分之一克到千分之一克。磁平衡电子天平的极限可以做到十万分之一克,但是重复性比较差。

目前感量最好的电子天平,能做到千万分之一克,但是最大称量只有不到10克。

同意楼上各位观点,在不改变天平结构的情况下,只改变读数分度无异于缘木求鱼。这好比一张800*600的普通照片,把它放大100倍,就说他是100倍的显微图像,其实你看到的只是一个像素……一个分度1摄氏度的温度计,给他加上游标,是否就能达到0.02度的准确度?这种改变分度的办法,只有在被观察的对象本身就有足够准确度时才有效,比如福丁氏气压计就采用了这种方法。

申请专利并不代表发明的正确,给架盘天平加一个“画蛇添足”的防风罩,同样能申请专利,实用新型只做形式审查,如果是发明专利必然被驳回,因为不论楼主的发明还是我的加防风罩,都是现有技术的简单组合,属于本领域技术人员都能想到的改进。

如果理论有错,实践就必定错误,希大家注意。
+1  科创币    20!Dopaminor   2012-11-21   放太久了没刷新  居然漏掉精华了
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14楼
....  楼上都说完了   现在20元一个电子称    精确到0.1   ................................................................................................   加5元精确到0.01
物理称...  能有多便宜..
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15楼
回 14楼(20!不曾存在) 的帖子
呵呵,是的。不过需要留心,能分辨0.01并不代表能准确到0.01。淘宝上称量1100克,精确到0.1的梅特勒天平,平均价格是3K,这应该是该厂最低档的型号之一。

20元的电子秤我检查过不少厂家的产品,普遍现象是线性不好。放100克的砝码校准后,读100克的数,可以很准确。但是如果放上20克的标准砝码,恐怕就是19.5克或者20.5克这种误差量了。见过最离谱的,在校准以后,中间最大偏差达10%。

相对来说,架盘天平比25元精确到0.01的称准确得多。

应变式电子秤线性普遍不好,凡用于化学分析,至少要用磁平衡电子天平。

一分钱一分货,这是偶反复告诫大家的。虽然贵的东西许多朋友暂时舍不得买,但是我们一定要建立这种概念,对品质要有追求。
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16楼
楼主是中学化学老师....233333
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17楼
回 15楼(虎哥) 的帖子
我也想过可能不准..  但是没想到这么不准,,   家里木有砝码去测试              


这样貌似只要想精确  无论如何都要贵了..
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18楼
分析天平也是利用了杠杆原理,我所做的天平刀口虽然没有改变,但能读到小数点以后第二位,能提高读书精度不可以吗?按照你们的说法:游标卡尺也是尺子,都是在平直的板上刻上刻度罢了,没什么稀奇之处,但游标卡尺的出现确实提高了测量的精确度。
还有“生而为嚣张”游标卡尺没有估读?问问你的老师去吧,在百度检索一下也可。
至于电子天平,我这里不给你评价,我说的是如何提高称量精确度,是个理论和设计。
+1  科创币    20!Dopaminor   2012-11-22   是小数点后一位?
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热爱人生(作者)
19楼
金刚石做的刀口更精确,你做去吧。
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20楼
精密度没有得到提升的情况下,提高读数的精度几乎是没有意义的,偶然误差不变,“精准地”读出的最后几位也要忽略掉
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21楼
这让我想起了初中的物理课![s:274]
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22楼
饿。。。看来我还是别用高精度天平了。。。
我还是配调整液稀释用吧。。。
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23楼
引用第18楼热爱人生于2012-11-21 09:36发表的  :
分析天平也是利用了杠杆原理,我所做的天平刀口虽然没有改变,但能读到小数点以后第二位,能提高读书精度不可以吗?按照你们的说法:游标卡尺也是尺子,都是在平直的板上刻上刻度罢了,没什么稀奇之处,但游标卡尺的出现确实提高了测量的精确度。
还有“生而为嚣张”游标卡尺没有估读?问问你的老师去吧,在百度检索一下也可。
至于电子天平,我这里不给你评价,我说的是如何提高称量精确度,是个理论和设计。

游标卡尺允许估读?有实际意义吗
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24楼
精密度的天平虽然有分析天平、光学天平、电子天平等,但是这些天平结构复杂、成本高,不易操作,还容易损坏,不易普及

不易操作[s:271]真高
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25楼
游标卡尺的确不估读的……
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26楼
托盘天平的材料限制它的精度就是这样,你用显微镜观察他他的精度也不会变高的
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27楼
回 18楼(热爱人生) 的帖子
不用硬的刀口   称心会偏移啊还有静摩擦力导致的假平衡   同样  不是活动(自动保持水平)的平台一样有误差   如果可以消除这些误差是不是更好?
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28楼
回 18楼(热爱人生) 的帖子
楼主想开点,有时情绪不好可以理解,请去心理调节室
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热爱人生(作者)
29楼
谢谢各位的关心与支持,游标卡尺是不是估读,你我说了都不算,问问你的老师或者百度一下,自己想说什么就说什么毫无意义;
分析天平是在托盘天平的基础上坐了较大改进,我只是改进了托盘天平的一部分,难道非要我像分析天平那样进行大的改革吗?玛瑙做刀口当然好,用金刚石做刀口岂不更好,金刚石更硬,更耐磨,我没改革刀口,你愿意改革刀口你改去,谁也没有规定改革一次到位的,可以争论,请不要伤人,金无足赤人无完人,难道你做的作品都十分完美吗?你那个完美的作品让大家看看。
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热爱人生(作者)
30楼
错了一个字,你拿个完美的作品让大家看看。
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31楼
回 30楼(热爱人生) 的帖子
你用实际测量数据说话嘛笨
+1  科创币    hx   2012-11-21   高质量发帖
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32楼
建议将游标的分度值提高到0.001mm.
这样1/10000的天平就诞生了.
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33楼
我想问楼主,
                      
                          这个东西没有实际生产出来,实际使用情况如何, 光从你的图上来说,结构上看不到可行的地方。

1.    从圆弧作为中间支点来说,在无限放大情况下,因当是会发生,中间平衡区/带, 肯定会比刀口的区域大,直接导致杠杠比变更,自带误差“巨大”  这个我可以晚上回来画个图。

2.  中间平衡指示,你是延用了传统天平的指数,当天平在底板上~~~~滚动时~~~~ a,不知可人手安放的可重复性如何。b,摩擦力与打滑系数(想必如果是材料方向的解决成本很高很高)。c.....一时想不起来~~~以后在看看能捉点什么!!!!

3,可估读,我好象是在计量长度时有老师这么说过,但是能不能用于天平的读数不确定!!!!要不你提供一下可估读的分析与计算过程。


如果我的提问让你受益了~~~记得回来加我KCB
+1  科创币    557304   2012-11-21   到时候转正式会员 再经过漫长的浪迹天涯 到了一表人才时估计楼主已忘记你 呵呵
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34楼
回 31楼(20!不曾存在) 的帖子
看看游标卡尺的结构就知道能读至小数点以后多少位,别说这个笨那个笨的,游标卡尺如何读数还用教你?
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35楼
表示游标卡尺可以估读……
比如某次示数超过1.02,不到1.03mm
两条刻线都不对齐,就要估读了
至于用游标卡尺,仅能方便读数,这是他改进的优点
但是像以此增加精度是不可能的
就像用放大镜看直尺的刻度,最多还是受限于尺的精度,而提高的只是读数的准确
改进的方法只能是改变结构
就像把尺的刻度分的更细!
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2012-11-22 00:20:02
36楼
回 18楼(热爱人生) 的帖子
我懒得跟你废话。自己看百度去你这个无知的家伙http://wenku.baidu.com/view/cc95624cf7ec4afe04a1df57.html仔细看第11行的内容 真替你的物理老师捉急
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1
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37楼
回 34楼(热爱人生) 的帖子
我的意思是说你拿你的称去称样品,然后称出来确实都精确到了小数点后 2(1)位      
因为有时候小范围移动游标并不影响平衡。。
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2012-11-23 02:42:51
2012-11-23 02:42:51
38楼
弟三次回到这个贴子。

在详细分析了这个有特色的~~~~圆弧接触面后~~~~~ 我给的结论是:               废物  


1.摩擦力.的相互作用下,圆弧面与底面要发生磨损,导致越用越不准, 还有失圆度线接触变成面接触(什么线阿面阿接触阿这些你可以通过学习机械基础得到,摩擦什么的初中物理刚好有提到一些), 哦也~~~~~ 别说多高精度与读数了, 基本精度都没法保障了。

2.摩擦系数。 面与面的接触处的摩擦系数~~~ 多少也不用查了,反正你是打滑定了.一打滑也就是中间处的指针回不到因有的中点,使用人员要哭了~~好坑爹阿。

3. 你说的使用估读的方法, 初步没分析出,用于天平称可不可行,希望你作实验证明。 有条件的话会选择重复你的实验。


4.建议向 “天易” 学习一下.   人家,从想作,到设计。到投资产和销售。
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2013-01-18 12:48:09
2013-1-18 12:48:09
39楼
引用第35楼相对论万岁于2012-11-21 22:46发表的  :
表示游标卡尺可以估读……
比如某次示数超过1.02,不到1.03mm
两条刻线都不对齐,就要估读了
至于用游标卡尺,仅能方便读数,这是他改进的优点
但是像以此增加精度是不可能的
.......

据调查,正规的机械游标卡尺分辨率是0.02mm,只有0.02,0.04,0.06.。。。等等读数。
数显的如果用高精度光栅,应该可以到千分之一毫米吧,但是没有估读的可能了。
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40楼
那照这种说法多加几个精密螺纹岂不是可以无限精确[s:275]刀口已经决定精密度了,按你这种设计,调一格可能根本看不出有变化[s:178]
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2013-01-20 06:00:54
2013-1-20 06:00:54
41楼
这个就好比是给枪装上了瞄准镜,瞄准镜并不是提高枪本身的精度,而是提高人的精度!你的刻度尺就好比这个瞄准镜,虽然不能提高称的精度,但是可以减少人的误读,也并非一无是处。

个人观念,如有错误之处欢迎吐槽!
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2013-02-05 13:29:56
2013-2-5 13:29:56
42楼
请问楼主,结构5如何在支座6上保持平衡,也就是在加减砝码是,是一个静不定结构,如何回复到静平衡才是根本呀
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2013-03-12 22:18:34
2013-3-12 22:18:34
43楼
楼上说的对,的确是只能方便读数, 但无法提高精度,也就是说精度不够的情况下, 读数的小数点再多也不意味着这个数字越接近真实值
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2013-03-14 22:34:47
2013-3-14 22:34:47
44楼
高精度+游标,那你这个天平必须要增加一个快速稳定装置才可以,否则动一下游标,天平臂就会摇摆半天。
到时就够你蛋疼的了。
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2018-04-02 09:57:01
2018-4-2 09:57:01
热爱人生(作者)
45楼
你们所说的天平只能估读到0.1g是游码的标尺造成的,量筒和滴定管都是玻璃管子,前者估读到0.01mL,后者估读到0.1mL,是结构的问题还是标尺的问题?
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46楼
楼主,这个思路是个好的思路,对于游标的位置读取精确度可以提高10倍,此时限制托盘天平精确度的因素变成了中间的指针和分度盘。换句话说,托盘天平设计时,游标的精度和天平分辨率是适应的。而天平的分辨率与杠杆的重心与支承点位置与支承方式有关。而更高分辨率的结构,您可以参考物理天平。

托盘天平的结构不适合做成很高的分辨率,但这种结构托盘周围无妨碍遮挡、使用方便,适合一般精度场合。
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47楼
引用 热爱人生:
量筒和滴定管都是估读到最小刻度之后一位小数,但是,估读的数字其不确定度为最小分度值的一半。(据《大学物理实验》)

另外,托盘天平为了托盘上置是付出了结构复杂的代价的。参见https://wenku.baidu.com/view/1833b2e9b8f67c1cfad6b8df.html
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2018-04-03 00:19:20
48楼
引用 热爱人生:
滴定管本来做的时候就要比量筒的加工精确的多,而且滴定管的直径比量筒小得多,因此主要是结构问题。
前面也有不少人提出来了,你动一格游码,以天平的感量都不一定有肉眼可见的平衡变化。
再有就是刀口问题,不要强调“没有完美的东西”,你把读数精度提高的再多,刀口能支持的精确度跟不上也啥用都没有。如果你能把刀口做的能支持更高精度,那这个东西就有用了。
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49楼
这么久的帖子没想到还被挖上来了,还是楼主本人挖的,,
我就说一句吧,读数精度不代表测量精度。
就比如我拿一把尺量一个东西量出1米,我非说成1.000000000000米,这可以吗?
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