密度天平(又称密度仪或比重天平)是一种精确测量物质密度的仪器,其核心原理基于阿基米德浮力定律,结合现代电子天平的重力测量功能,实现对固体、液体或粉末状物质密度的快速、精准计算。以下从原理核心、分类应用(固体 / 液体 / 粉末)、关键组件及误差影响因素四个维度,全面解析密度天平的工作原理。
为确保密度测量准确,需注意以下误差来源:
1.流体密度的准确性:若使用非标准流体(如盐水、酒精),需提前精确校准其密度;若使用水,需通过温度补偿修正(水温每变化 1℃,水密度约变化 0.0002g/cm³);
2.气泡附着:样品或砝码表面附着气泡会增大排开体积,导致浮力偏大、视质量偏小,最终使密度测量值偏高。需通过搅拌、轻敲容器等方式排除气泡;
3.样品状态:固体样品需清洁干燥(无油污、杂质),吸水样品需做防水处理;液体样品需均匀无沉淀(沉淀会导致局部密度不均);
4.仪器校准:定期用标准密度物质(如标准砝码、已知密度的玻璃块)校准天平,确保质量测量和体积参数的准确性;
5.操作规范:样品浸入时避免接触容器壁 / 底(会产生额外支撑力,导致视质量偏大);测量后及时清洁配件,防止残留样品影响下次测量。
密度天平广泛应用于化工、医药、食品、材料、科研等领域,成为物质密度测量的核心设备。