分析天平

分析天平，也称为分析电子秤，有时也称为半分析天平，是一种以高准确性测量质量的实验室仪器，其读数精度通常为0.1 mg（四位小数）或更小。分析天平或分析电子秤具有高度灵敏的称量单元，因此配有防风罩，可保护样品和容器免受空气流动的影响，避免由此可能造成的不稳定和不准确的结果。梅特勒托利多分析天平的量程为52 g至520 g，读数精度为0.1 mg至0.002 mg。

如今，电子分析天平和分析电子秤通常配备各种功能和特性，以帮助保持准确性和改进称量人体工程学，如内部测试和校正、直观的触摸屏操作、质量保证和电动门。梅特勒托利多的分析天平还可以连接专用的数据管理软件，如EasyDirect和LabX。我们的XPR分析天平还具有StaticDetect™静电检测功能，可自动评估由于样品和容器上的静电荷导致的称量误差，并在误差超过预定义限值时发出警告。XPR分析天平还可以轻松升级，实现粉末和液体自动加样。分析天平和分析电子秤提供USB、RS232和LAN等连接选项，能够以数字方式传输结果，并简化天平与各种外围设备、配件和数据系统的连接。

梅特勒托利多分析天平的称量原理基于电磁力补偿。天平外壳内的称量单元会对放置在秤盘上的物体产生一个反向电磁力。分析天平将此补偿电磁力的大小换算为物体的重量。结果以适当的单位（克、毫克、微克等）显示在天平终端上。 

分析实验室天平的秤盘（读数精度为0.1 mg或更小）放置在防风罩内，可保护样品和容器免受气流等外部环境影响，从而有助于提高总体称量性能。特别注重结果准确性时，在分析称量中使用防风罩尤为重要。

分析天平用于简单的称量应用，以及标准液和样品制备、配方、密度测量、滤纸称量等。 

称量之前，首先检查天平是否水平。如果您的标准操作程序(SOP)有此要求，则可能需要进行天平校正。

• 要开始称量程序，请先按归零按钮。这将提供一个零点，作为称量过程的开始。
• 打开防风门，将目标容器（有时称为去皮容器）放在秤盘上。如有必要，记得戴上手套或使用镊子。
• 关闭防风门，等待容器的重量值稳定。去皮容器的重量现在显示在显示屏上。
• 现在按去皮按钮。天平记录去皮容器的重量，此时显示屏将再次显示零（注意，这与零点不同）。
• 开始添加样品，直到达到所需目标重量。
• 关闭防风门。天平稳定后，将发布重量结果。
• 天平现在已经记录了去皮容器的重量和样品的重量。如果您打印结果，则显示重量值，T表示皮重，N表示净重，G表示毛重。
• 完成称量后，确保根据您的SOP清洁天平和天平周围的工作台。如果仪器断开电源进行清洁，则留出重新预热时间，然后再重新使用。

如果您正在称量物品，而不是将样品加样到容器中，只需将天平归零并将物品放在秤盘的中心即可。然后关闭防风门，等待天平发布重量结果。在我们的免费指南中阅读更多内容：正确称量

归零功能为您提供一个零点，用于从此处开始称量过程。如果您使用的是更重的秤盘（例如ErgoClip），或者秤盘上有保护垫，则归零功能会有效地忽略这些，因为称量单元已经识别的任何重量都不包含在您的称量过程中。但是，天平上的任何重量仍然会影响能够在天平上放置的最大载荷（即天平量程）。

使用去皮功能时，天平会在内部记录秤盘上的重量，并将显示重置为零，为向天平添加其他物品做好准备。以电子方式记录结果时，使用T表示皮重，N表示净重，G表示毛重。

分析天平或分析电子秤通常简称为“实验室天平”，可分析各种样品。需要使用电子分析天平的客户特定应用包括：

• 样品/标准液制备
• 配方
• 差重称量
• 密度测定
• 固定时间间隔称量
• 移液器日常测试
• 元素分析
• HPLC（高效液相色谱）
• GMS（气相色谱-质谱法）

分析天平用于制药和生物技术、化工、食品、科研、金属和塑料等行业的一般实验室、研发和质量控制实验室中。

选择正确的分析天平很重要。准确的称量不仅仅是天平显示屏上的几个数字。只有了解了过程风险、允差、所需质量以及相关法规，您才能选择提供合适准确性的天平。天平的性能必须同时满足内部准确性要求以及任何外部法规。您的分析天平必须适合其预期用途，否则所有称量结果和使用这些称量结果的任何后续过程都将被视为无效。

梅特勒托利多免费的GWP^®建议服务可以根据您具体的过程和准确性要求帮助选择合适的天平。它会考虑下列关键要素：

• 最大称量值：用户称量的最大载荷（包括去皮容器）
• 最小净重值：用户称量的最小载荷（不包括去皮容器）
• 称量允差：可接受的称量误差，以±%表示
• 安全系数：此系数应用于天平最小称量值，以补偿振动、气流、不同操作人员等外部影响。

GWP^®建议还可用于确定您安装的天平是否适用。

梅特勒托利多分析天平和分析电子秤可帮助您进行简单的数据传输，而无需使用其他软件。首先，使用USB电缆将分析天平连接到PC。

• 在我们的超越系列分析天平上，激活HID (drop-to-cursor)功能。现在，只需按天平显示屏上的“添加结果”，您的称量结果就会直接传输到Excel电子表格或Word文档中。
• 在我们的高级和标准分析天平上，激活PC Direct，然后按“打印”将称量结果传输到Excel电子表格或Word文档。

使用专用软件提高数据管理的可能性：

• 对于我们的高级和标准分析天平，我们的EasyDirect软件提供了扩展的结果管理功能，包括csv文件导出、统计计算和结果审查。
• 对于我们的超越系列分析天平，LabX实验室软件提供了先进的数据管理和结果分析。LabX是一个用于集中管理数据、任务、仪器和用户的强大解决方案。LabX还有助于符合21 CFR part 11和ALCOA+数据完整性要求。

上皿式天平在称量单元正上方有一个秤盘。此外，术语“上皿式”表示载荷施加到称量单元的上部。梅特勒托利多的许多分析天平和分析电子秤以及所有精密天平均为上皿式天平。然而，梅特勒托利多超越系列分析天平和分析电子秤采用获得专利的SmartGrid悬挂式秤盘，并非上皿式天平。在带有SmartGrid的分析天平中，称量单元和相关电子元件位于天平的后部，称量室的后面。这些分析天平有时被称为“前部加载”天平，因为载荷施加在称量单元的前部。这种结构使主动温度控制技术能够有效地去除天平后部电子元件的热量，从而在称量室内提供较高的温度稳定性。下面的照片显示了一个上皿式高级分析天平和一个带有悬挂式秤盘的超越系列分析天平。

分析天平和微量天平之间的显著区别之一是读数精度的小数位数。分析天平和分析电子秤是读数精度为小数点后四位的实验室天平。梅特勒托利多分析天平的读数精度范围为0.1 mg至0.002 mg。典型应用包括样品和标准液制备、差重称量、密度测定等。

梅特勒托利多的微量天平和超微量天平提供了所有实验室天平中的最高准确性，读数精度分别为1 µg（小数点后六位）和0.1 µg（小数点后七位）。典型应用包括颗粒物（滤纸）称量、移液器校准、农药残留检测和支架称量。 

进一步的差异在更高重复性和结构方面有所体现。微量天平有一个小的圆柱形称量室和一个附加的天平显示屏，在称量非常小的样品时有助于实现人体工程学。

校准是对天平性能的评估。校准分析天平的必要性取决于使用地点以及是否有任何适用法规。与校准成本相比，还务必要考虑不正确称量结果的风险和成本。

在受监管环境中，必须进行校准，因为它可以确保天平性能符合预期。分析天平校准可确保称量设备符合ISO、GLP/GMP、IFS与BRC等标准。

务必获得高准确性的称量结果时，选择不校准分析天平可能是一种高风险策略。在此类环境中，使用未经校准的设备可能会导致生产问题，例如：

• 计划外停机
• 产品质量降低
• 过程和审计问题
• 产品返工和召回

分析天平校准不应与日常测试相混淆。校准由授权服务技术人员执行，而日常测试则由仪器用户执行。如果进行足够频繁的日常测试，则有助于及早发现可能超出允差的结果。

点击此处了解更多关于天平校准的信息。

分析天平校准应由授权服务技术人员遵循标准程序来执行。服务技术人员通常会使用专用软件来支持该过程并提供校准证书。进行记录的分析天平校准在制药和生物技术等受监管环境中至关重要。

校准指的是根据测量标准评估分析天平的性能。这涉及若干测试，包括将天平上的指示与放置在秤盘上的已校准砝码的已知值进行比较。技术人员可以通过明确的合格/不合格声明确认天平是否满足要求。

应根据过程风险（即错误称量结果的负面影响程度）进行天平校准。在校准间隔期内，用户应定期测试分析天平，以确保持续准确的结果，并及早发现任何潜在问题。

梅特勒托利多的良好称量管理规范™，即GWP^®是一个用于称量设备安全选型、校准与操作的全球科学标准。

所有测量都会出现一定的不确定度。测量不确定度是由随机误差（例如：来自用户或环境的误差）和系统误差（例如：每次使用仪器时固有的微小性能变化）造成的。

每次在分析天平上称量时，结果都存在一定程度的不确定性。此不确定度应与结果一起声明。如果不确定度太高，您可能无法信任结果。在称量的小量程段，相对测量不确定度要大得多，称量微量样品时必须小心。

该指南解释了天平的安全称量范围。

分析天平或分析电子秤的测量不确定度是通过对天平灵敏度、非线性、偏载和重复性的评估来确定的。好的做法是在安装的时间和地点确定测量不确定度，并在每次天平维护/校准期间对其进行重新评估。如果没有测量不确定度声明，分析天平或分析电子秤上的任何测量都不能被认为是准确的。

每个分析天平的最小称量值都是不同的，具体取决于称重传感器的性能、其位置、环境条件以及所需称量准确性。最小称量值是仪器的准确性限值，如果低于此最小称量值，相对测量不确定度则会大于所需的称量准确性，称量结果无法信任。相对测量不确定度由绝对称量不确定度除以载荷确定，通常以百分比表示。

为了确定天平的最小称量值，需要在工作环境中评测测量不确定度。另外，作为小量程范围天平中的一个主要误差源，还可对重复性进行评测以确定最小称量值，该过程使用低于天平量程5%的小砝码执行。

梅特勒托利多分析天平的MinWeigh功能由经过认证的技术人员安装，用于监测添加到天平上的样品重量。如果样品重量低于所确定的可接受的最小称量值，天平显示屏则会变为红色，不会发布重量值。

精确性描述了在相同测量条件下获得的两个或多个测量值的接近程度。天平重复性测试确定了测量系列的标准偏差，可用于评估精确性。

真实度描述测量值与可接受的真实值之间的接近程度。对于分析天平，会将天平显示屏上显示的重量值与已校准校验砝码的可接受真实值进行比较（天平灵敏度测试）。

为了使分析天平实现准确性，称量结果必须接近所施加重量的真实值，并且对同一物体的重复称量必须具有很小的分散性。准确性需要真实性和精确性。

静电荷可能导致称量结果不稳定，可重复性差。静电会对秤盘产生作用力，直接影响分析天平结果。静电是造成称量误差的最大隐性源头之一，因此务必提前识别称量过程可能受影响的情况。静电荷影响称量传感器的迹象是：天平读数不稳定以及向着一个方向漂移的读数。在这两种情况下，天平可能无法稳定，或者您可能需要比平时更长的时间才能等到重量结果发布。您可能还需要向容器中添加越来越多的粉末才能达到目标重量。但是，如果您的样品或容器不能相对较快地消散电荷，则您的结果可能会出现错误而您毫不知情。误差可能从几毫克到100毫克不等。

梅特勒托利多XPR分析天平具有独特的StaticDetect™静电检测功能，可自动评估由于样品或容器上的静电荷导致的称量结果误差。如果误差超过预定义的限值，StaticDetect™静电检测将发出警告。

阅读我们的免费白皮书：称量过程中的静电荷

尽可能地采取预防性措施，以减小或去除样品或称量容器上积聚的静电电荷，以避免任何错误、不稳定性或者令人烦心的缓慢称量结果发布。减轻静电荷的一些预防措施包括：

• 确保充分的空气湿度(≥ 45%)
• 使用防静电称量容器（最好是金属）
• 避免摩擦容器
• 使用高边金属盘来帮助屏蔽样品免受电场影响
• 称量前使用去静电装置对样品和容器进行放电

梅特勒托利多XPR分析天平采用获得专利的StaticDetect™静电检测传感器，可自动检测样品和/或其容器上的静电荷。天平可测量称量误差以及在超出用户设定限值时发出警告。与StaticDetect静电检测同步操作去静电装置可自动去除正在称量物体上的静电电荷。

单击此处阅读有关静电负荷和背后物理原理的更多信息。

梅特勒托利多的XPR分析天平和分析电子秤可安装液体加样模块选件。该实验室液体加样器将液体直接加样到XPR分析天平秤盘上的容器中。使用液体的密度和环境温度，将液体的重量换算为容积。XPR自动实验室液体加样器的优点是，在制备所需浓度的溶液时，可以根据物质的实际加样量添加精确的液体量，以产生高度准确的溶液。

分析天平或分析电子秤的量程是该天平可称量的最大数量，即称量范围，也称为天平量程。选择分析天平时，应仔细考虑您可能要称量的最大质量，其中包括去皮容器的重量。200 g分析天平是一种常见的选择，可以在相对较大的容器中称量少量样品。如需了解更多信息，请参考下面的问题。

分析天平或分析电子秤的最常见量程为200 g，但有许多型号具有100 g和300 g的量程。梅特勒托利多分析天平的量程为52 g至520 g。额外的量程克数是为了考虑使用去皮容器。然而，分析天平是根据其读数精度定义的，读数精度必须为小数点后4位(0.1 mg)或更多。在梅特勒托利多分析天平上，型号名称中的数字表示量程，最后一个数字指定读数精度的小数位数。例如，XPR205是一款读数精度为5位小数(0.01 mg)的200 g分析天平（实际为220 g），而MS104TS是一款读数精度为4位小数(0.1 mg)的100 g分析天平（实际为120 g）。

型号名称XPR226CDR中的C表示它是比较器式分析天平。XPR226CDR是一款高性能分析天平，因其极高的准确性而被选择。它是质量测定实验室和砝码校准服务提供商针对高精确性质量测量应用的理想仪器。在这些应用中，会将重量与参考砝码进行比较，因此称为比较器天平。然而，它们也可用于需要高准确性的分析天平应用。

5位小数电子秤是读数精度为5位小数的分析天平或分析电子秤。也经常使用“5位天平”一词。五个小数位为0.00001 g，相当于0.01 mg，称为分度值d。这是可测定的最小质量差，但不应与可准确称量的最小量相混淆（请参阅问题“什么是分析天平最小称量值？”）。还应注意，每次重量测量都存在一定程度的不确定性，该不确定度通常大于分度值。5位小数电子秤或5位天平可用于与任何分析天平相同的应用，但尤其适用于要称量更小样品并且需要高准确性的应用。

分析天平或分析电子秤可称量的最大数量受天平量程的限制。梅特勒托利多分析天平的量程为52 g至520 g。我们所有的分析天平都具有过载保护功能，可在东西掉落在天平上或施加过量载荷时保护灵敏的称量单元。如果超过最大载荷，则会发出警告。分析天平可称量的最小数量取决于多种因素，包括所需的过程允差/准确性。请参阅问题“分析天平的最小称量值是什么？”

分析天平水平泡通常是位于天平上某处的一个小玻璃圆顶，其中包含了液体和气泡。分析天平水平泡用于天平调平。务必调平分析天平，以确保结果准确。分析天平经过精确设计，可在水平位置操作，以便称量单元登记放置在其上的任何物品的全部重量。如果分析天平不水平，则称量值将与真实值发生偏差，该偏差与倾斜角度的平方成正比。俯视天平水平泡时，气泡应位于中心位置。如果气泡未居中，则可通过旋转天平支脚，直到气泡返回中心位置来调节水平度。

梅特勒托利多超越系列和高级系列分析天平采用图形化调平指导，其中会显示需要转动的支脚和方向以及转动量，只需几秒钟即可轻松调平天平。我们的许多分析天平甚至不再具有物理天平水平泡。

在大多数梅特勒托利多分析天平上，您可以在天平前部，显示屏附近找到水平泡。在旧款分析天平上，水平泡位于右侧，朝向天平后部。但是，我们的许多新型分析天平都具有电子调平功能，并且带有屏幕上的调平指导，因此不再需要物理调平水平泡。

分析天平和分析电子秤可细分为分析天平和微量分析天平。根据定义，分析天平的读数精度必须至少为4位小数（0.1 mg或更小）。分析天平可在相对较大的容器中称量少量样品。梅特勒托利多的微量分析天平提供6位小数读数精度（0.001 mg或1 µg），由于称量单元的灵敏度更高，具有第二个内部防风罩，因此悬挂式秤盘更小。在32 g和52 g时，天平量程低于分析天平量程。

有时，微量天平与分析天平组合在一起。然而，由于在至少6个小数位(1 µg)下的更高读数精度、仅几克的量程以及不同的天平结构等组合的不同，梅特勒托利多对它们进行了单独分类。这些天平通常用于称量量极少时准确性非常高的应用，例如在滤纸上称量颗粒物和贵金属分析。

梅特勒托利多提供多种天平：

1. 超微量天平
   • 读数精度：0.5 µg – 0.1 µg（0.0005 mg – 0.0001 mg，0.0000005 g – 0.0000001 g）
   • 小数点后位数：7
   • 最小称量值（5%载荷，k=2，U=1%）：低至30 µg (0.03 mg)
   • 防风罩类型：圆形
   • 量程范围：2.1 g – 6.1 g
2. 微量天平
   • 读数精度：1 µg（0.0001 mg，0.000001 g）
   • 小数点后位数：6
   • 最小称量值（5%载荷，k=2，U=1%）：低至82 µg (0.082 mg)
   • 防风罩类型：圆形
   • 量程范围：2.1 g – 10.1 g
3. 微量分析天平
   • 读数精度： 1 µg（0.0001 mg，0.000001 g）
   • 小数点后位数：6
   • 最小称量值（5%载荷，k=2，U=1%）：低至120 µg (0.12 mg)
   • 防风罩类型：外部矩形 + 内部第二个矩形
   • 量程范围：32 g – 52 g
4. 分析天平
   • 读数精度：100 µg – 2 µg（0.1 mg – 0.002 mg，0.0001 g – 0.000002 g）
   • 小数点后位数：4-6
   • 最小称量值（5%载荷，k=2，U=1%）：低至600 µg (0.6 mg)
   • 防风罩类型：矩形
   • 量程范围：52 g – 520 g
5. 精密天平
   • 读数精度：1,000,000 µg – 100 µg（1,000 mg – 0.1 mg，1 g – 0.0001 g）
   • 小数点后位数：0-4
   • 最小称量值（5%载荷，k=2，U=1%）：低至12,000 µg (12 mg)
   • 防风罩类型：无/小数点后3位和4位读数精度为矩形
   • 量程范围： 120 g – 64 kg

为确保为应用选择正确的天平，梅特勒托利多制定了全球称量标准：良好称量管理规范™(GWP^®)。我们免费的GWP^®建议服务可帮助您选择适合您的特定应用需求和过程准确性要求的天平。

数字分析天平是一种通过数字/电子方法处理重量测量信号的现代电子仪器。数字分析天平有一个数字显示屏，其中以数字形式显示结果，而模拟天平则从指针相对标度的位置读取结果。数字显示屏上的结果是明确的，而模拟秤的读数可能会导致主观读数错误。然而，对于模拟电子秤，可以标度间隔的百分比确定测量值。数字分析天平或模拟秤上的可能最小增量称为分度，d。

分度值d是测量标度上的最小可能增量。在分析天平上，d等于天平的读数精度，即可以测定的最小重量差。这不应与天平的最小称量值混淆。检定分度e对于符合贸易结算标准的分析天平非常重要，与直接销售交易中重量结果可使用的最大小数位数相关。例如，在e = d的情况下，可以使用天平的读数精度得出直接销售交易中的重量。因此，如果d为0.001 g，则所有重量结果均可精确至小数点后3位。如果e = 10d且d = 0.001 g，则重量结果只能精确到小数点后2位，即0.001 g x 10。在这种情况下，您可能会在分析天平的显示屏上看到重量结果的第三位小数括在括号内，例如2.67(3) g。