单盘天平是指只有一个秤盘的天平。单盘天平的结构分为等臂（三刀型）和不等臂（二刀型）两种。三刀型单盘天平与等臂双盘天平相似，在此不予介绍。

不等臂单盘天平比双盘天平性能优越，它具有感量恒定，无不等臂性误差，全机械减码操作简便、称量迅速，维护保养方便等优点。在国外已经取代了等臂天平，在国内也将成为实验室天平的发展方向。

1.称量原理

如图2-31所示，不等臂杠杆（梁）1以2为支点，梁的一端悬挂秤盘10和全部大小砝码4、5，另一端则装有固定的重锤和阻尼器与之平衡。称量时把物体M放入秤盘中，横梁失去平衡，减去适当的砝码B，使天平重新达到平衡，那么，被减去砝码B的质量即为被称量物体M的质量。这就是替代法称量的原理。

图2-31　不等臂单盘天平工作原理1—横梁；2—支点刀；3—承重刀；4，5—砝码A、B；6—重锤和阻尼器；7—标牌；8—被称物M；9—减码杆；10—悬挂系统

2.特点

（1）砝码和被称物始终在同一承重刀上用替代法称量，不存在不等臂性误差，保证了称量结果的正确性。

（2）称量过程中，横梁一直处于全载平衡状态，故天平的分度值不变，无空载和全载分度值误差。

（3）因少一个边刀，故刀刃的不平行性减少了一个因素的影响，有利于天平的示值不变性。

（4）横梁摆幅小，周期短，装有机械减码装置、电光读数装置、阻尼装置等，因而称量速度快，效率高。

（5）因天平总是在全载状态衡量，刀刃极易磨损。

3.单盘天平的结构

单盘天平通常由外框部分、升降部分、横梁部分、悬挂系统、光学读数系统、机械减码装置六部分构成。现以北京光学仪器厂生产的DT-型单盘天平为例，其结构如图2-32所示。

图2-32　DT-型单盘天平结构

1—横梁；2—支点刀；3—承重刀；4—阻尼片；5—配重砣；6—阻尼筒；7—微分标尺；8—吊耳；9—砝码；10—砝码托；11—秤盘；12—投影屏；13—电源开关；14—停动手钮；15—减码手钮

（1）外框部分　在底板上安装天平各组件，底板下面有电源变压器、电源转换开关、停动转轴、减码装置、调零装置及微读机构，两侧装有各种操作手钮。停动手钮左右两侧各一个，控制同一停动轴，左右手都可开关天平。秤盘位于底板中央，左右两侧都有玻璃推门，供取放被称物用。

天平外罩起着隔气流、防尘、防潮、保持天平温度稳定的作用。天平顶盖可向上打开，上有隔开的小室及散热孔，可防止因灯泡发热引起横梁长度变化。

天平底板下有三个垫脚，前边两个用以调节天平的水平位置，水准器位于底板的前部。

（2）升降部分　其作用是支撑横梁和悬挂系统，实现天平的开关动作。停动手钮向前转90°，天平处于“全开”状态，横梁可在0～分度范围内自由摆动。停动手钮向后转30°，天平处于“半开”状态，横梁仅可在小范围内（如10～15分度）摆动。天平“半开”时，转动减码手钮进行减码操作，不会使天平刀口受损伤。

（3）横梁部分　横梁上有感量砣、平衡砣、横梁支板、微分标尺、配重砣、阻尼片、支点刀、刀承、承重刀等。横梁由硬铝合金制成，支点刀和承重刀由人造白宝石制成，硬度和寿命均比天然玛瑙好，横梁尾部是标尺。配重砣主要起横梁平衡作用，配重砣上有阻尼片。横梁上垂直方向的螺丝是感量砣，用于调节天平感量。水平方向的螺丝是平衡砣，用于调节天平的零点。

（4）悬挂系统　由承重板（下有承重刀垫）、砝码架、秤盘组成。砝码架的槽中可放置16个圆柱形的砝码，组合成99.9g范围内的任意质量。砝码为整块实心体结构，以保证质量的稳定。

（5）光学读数系统　是由光源、聚光镜、微分标尺、放大镜、直角棱镜、五角棱镜、调零镜、微读镜、投影屏等组成。它是将微分标牌进行放大以便读数的机构。

灯泡发出的光经聚光镜聚焦在天平横梁一端的微分标尺上，标尺读数经放大镜放大68倍左右，再经直角棱镜一次反射，五角棱镜二次反射，经调零反射镜，微读反射镜反射成像于投影屏上。

转动调零手钮可改变调零反射镜的角度，在6分度以内调整零点位置，如超过6分度，须调整平衡砣以调整零点。

通过调零微读手钮改变微读镜的角度，可以读出标尺上1分度（代表1mg）的1/10的读数，即微读轮转0～10分度相应于投影屏上标尺的1个分度。

（6）机械减码装置　由减码手钮控制三组不同几何形状的凸轮，凸轮转动使减码杆起落，托起砝码实现减码动作。同时，在读数窗口显示出减去砝码的质量。

4.单盘天平的安装

安装天平的人员应仔细认真地阅读该型号的天平说明书，了解天平的原理、结构及安装注意事项后，依照说明书的步骤进行天平的安装。

5.单盘天平的使用方法

（1）检查及调整天平水平位置。

（2）检查及调整天平零点　各数字窗口及微读轮指数均调为“0”，电源转动开关向上拨，把停动手钮向前（操作者方向）均匀慢慢地转90°，天平处于“全开”状态，待天平摆动停止后读取零点，旋转调零手钮，使投影屏上标尺的00刻线位于夹线的正中位置。

（3）称量方法　在天平关闭的情况下，将被称物放在秤盘中央，将停动手钮轻轻地向后旋转约30°，手感遇阻时不要再转，天平处于“半开”状态，进行减码，逐个转10～90g手钮，在标尺上由向正偏移到出现向负偏移时，即表示砝码示值过大，应退回一个数，接着调整中手钮（1～9g）和小手钮（0.1～0.9g）。最好被称物先在台秤上称一下，知道被称物的大概质量，再减去相应的砝码。

例如，称量一个54.g质量的物体时，转动大手钮，由10g转至50g，投影屏上微标像正数夹入双线，当转至60g时，负数夹入双线，可知物体在50～60g之间，把手钮退回到50g位置，仿照上述操作，转动中手钮和小手钮，确定减码手钮放在54.34合适，物体质量在54.34～54.35g之间。关闭天平，再将停动手钮慢慢向前转90°，即天平处于“全开”状态，待微标移动停止，如在42～43mg之间，转动微读手钮，使42刻度夹入双线，微读轮读数1.5，此时表示称量结果为54.5g，根据有效数字取舍规则，可读为54.g。

若使用的天平的变动性为微读机构1分度相当于0.1mg，虽然微读机构的读数能读出0.05mg，其称量结果表示至0.05mg是没有意义的，所以被称物质量为54.g。当然，称量过程中多保留一位数字供参考是可以的。