電子天平
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定義
基本定義
電子天平，用于稱量物體質(zhì)量。
電子天平一般采用應(yīng)變式傳感器、電容式傳感器、電磁平衡式傳感器。應(yīng)變式傳感器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，但精度有限。
特點(diǎn)
在2009年前不能做到很高精度；電容式傳感器稱量速度快，性價(jià)比較高，但也不能達(dá)到很高精度；采用電磁平衡傳感器的電子天平。其特點(diǎn)是稱量準(zhǔn)確可靠、顯示快速清晰并且具有自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、簡(jiǎn)便的自動(dòng)校準(zhǔn)裝置以及超載保護(hù)等裝置。
2分類
一、電子天平及其分類按電子天平的精度可分為以下幾類
：
1、超微量電子天平：超微量天平的最大稱量是2至5g，其標(biāo)尺分度值小于（最大）稱量的10-6，如Mettler的UMT2型電子天平等屬于超微量電子天平。
2、微量天平：微量天平的稱量一般在3至50g，其分度值小于（最大）稱量的10-5，如Mettler的AT21型電子天平以及Sartoruis的S4型電子天平。
3、半微量天平：半微量天平的稱量一般在20至100g，其分度值小于（最大）稱量的10-5，如Mettler的AE50型電子天平和Sartoruis的M25D型電子天平等均屬于此類。
4、常量電子天平：此種天平的最大稱量一般在100至200g，其分度值小于（最大）稱量的10-5，如Mettler的AE200型電子天平和Sartoruis的A120S、A200S型電子天平均屬于常量電子天平。
5、分析天平：其實(shí)電子分析天平，是常量天平、半微量天平、微量天平和超微量天平的總稱。
6、 精密電子天平：這類電子天平是準(zhǔn)確度級(jí)別為Ⅱ級(jí)的電子天平的統(tǒng)稱。
3選購(gòu)
電子天平
如何選擇電子天平？選擇電子天平應(yīng)該從電子天平的絕對(duì)精度（分度值e）上去考慮是否符合稱量的精度要求。如選0.1mg精度的天平或0.01mg精度的天平，切忌不可籠統(tǒng)地說(shuō)要萬(wàn)分之一或十萬(wàn)分之一精度的天平，因?yàn)閲?guó)外有些廠家是用相對(duì)精度來(lái)衡量天平的，否則買來(lái)的天平無(wú)法滿足用戶的需要。例如在實(shí)際工作中遇到這樣一個(gè)情況，用一臺(tái)實(shí)際標(biāo)尺分度值d為1mg，檢定標(biāo)尺分度值e為10mg，最大稱量為200g的Mettler電子天平，用來(lái)稱量7mg的物體，這樣是不能得出準(zhǔn)確結(jié)果的：在《JJG98-90非自動(dòng)天平試行檢定規(guī)程》中規(guī)定，最大允許誤差與檢定標(biāo)尺分度值“e”為同一數(shù)量級(jí)，此臺(tái)天平的最大允許誤差為1e，顯然不能稱量7mg的物體；稱量15mg的物體用此類天平也不是最佳選擇，因?yàn)槠錅y(cè)試結(jié)果的相對(duì)誤差會(huì)很大，應(yīng)選擇更高一級(jí)的天平，有的廠家在出廠時(shí)已規(guī)定了最小稱量的數(shù)值。因此我們?cè)谶x購(gòu)及使用電子天平時(shí)必須考慮精度等級(jí)。⑵對(duì)稱量范圍的要求：選擇電子天平除了看其精度，還應(yīng)看最大稱量是否滿足量程的需要。通常取最大載荷加少許保險(xiǎn)系數(shù)即可，也就是常用載荷再放寬一些即可，不是越大越好。
4校準(zhǔn)
（使用前一定要仔細(xì)閱讀說(shuō)明書），在檢定（測(cè)試）中我們發(fā)現(xiàn)，對(duì)天平進(jìn)行首次計(jì)量測(cè)試時(shí)誤差較大，究其原因，相當(dāng)一部分儀器，在較長(zhǎng)的時(shí)間間隔內(nèi)未進(jìn)行校準(zhǔn)，而且認(rèn)為天平顯示零位便可直接稱量。（需要指出的是，電子天平開(kāi)機(jī)顯示零點(diǎn)，不能說(shuō)明天平稱量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度符合測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，只能說(shuō)明天平零位穩(wěn)定性合格。因?yàn)楹饬恳慌_(tái)天平合格與否，
還需綜合考慮其它技術(shù)指標(biāo)的符合性）。因存放時(shí)間較長(zhǎng)，位置移動(dòng)，環(huán)境變化或?yàn)楂@得精確測(cè)量，天平在使用前一般都應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)操作。校準(zhǔn)方法分為內(nèi)校準(zhǔn)和外校準(zhǔn)兩種。德國(guó)生產(chǎn)的賽多利斯，瑞士產(chǎn)的梅特勒，上海產(chǎn)的“JA”等系列電子天平均有校準(zhǔn)裝置。如果使用前不仔細(xì)閱讀說(shuō)明書很容易忽略“校準(zhǔn)”操作，造成較大稱量誤差。下面以上海天平儀器廠JA1203型電子天平為例說(shuō)明如何對(duì)天平進(jìn)行外校準(zhǔn)。方法：輕按CAL鍵當(dāng)顯示器出現(xiàn)CAL-時(shí)，即松手，顯示器就出現(xiàn)CAL-100其中“100”為閃爍碼，表示校準(zhǔn)砝碼需用100g的標(biāo)準(zhǔn)砝碼。此時(shí)就把準(zhǔn)備好“100g”校準(zhǔn)砝碼放上稱盤，顯示器即出現(xiàn)"----"等待狀態(tài)，經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間后顯示器出現(xiàn)100.000g，拿去校準(zhǔn)砝碼，顯示器應(yīng)出現(xiàn)0.000g，若出現(xiàn)不是為零，則再清零，再重復(fù)以上校準(zhǔn)操作。（注意：為了得到準(zhǔn)確的校準(zhǔn)結(jié)果最好重復(fù)以上校準(zhǔn)操作步驟兩次。）以瑞士MettlerToledo AG系列電子天平為例說(shuō)明如何進(jìn)行天平內(nèi)校準(zhǔn)。方法如下：天平置零位，然后持續(xù)按住“CAL”鍵直到CAL int出現(xiàn)為止，下述情況將在校準(zhǔn)時(shí)顯示：天平置零、內(nèi)部校準(zhǔn)砝碼裝載完畢、天平重新檢查零位、天平報(bào)告校準(zhǔn)過(guò)程、天平報(bào)告校準(zhǔn)完畢、天平自動(dòng)回復(fù)到稱重狀態(tài)。1、有的人認(rèn)為在電子天平量程范圍內(nèi)稱量的物體越重對(duì)天平的損害也就越大。這種認(rèn)識(shí)是不完全正確的。一般衡器最大安全載荷是它所能夠承受的、不致使其計(jì)量性能發(fā)生永久性改變的最大靜載荷。由于電子天平采用了電磁力自動(dòng)補(bǔ)償電路原理，當(dāng)秤盤加載時(shí)（注意不要超過(guò)稱量范圍），電磁力會(huì)將秤盤推回到原來(lái)的平衡位置，使電磁力與被稱物體的重力相平衡，只要在允許范圍內(nèi)稱量大小對(duì)天平的影響是很小的，不會(huì)因長(zhǎng)期稱重而影響電子天平的準(zhǔn)確度。
5性能指標(biāo)
電子天平的四個(gè)性能指標(biāo)：氣場(chǎng)生活中大家在使用電子天平的時(shí)候，首先考慮的就是天平的穩(wěn)定性、天平的靈敏性、天平的正確性和天平示值的不變性。所謂的穩(wěn)定性就是指天平精度的穩(wěn)定性；而靈敏度就是指天平讀數(shù)的反應(yīng)快慢，在這方面電子天平較機(jī)械天平具有更高的靈敏度；正確性就是指其讀數(shù)的準(zhǔn)確性；而不變性就是指天平讀數(shù)的穩(wěn)定性，即天平讀數(shù)的浮動(dòng)范圍，浮動(dòng)范圍越小，說(shuō)明其不變性越好。
一、電子天平示值的不變性：
電子天平示值的不變性，是指天平在相同條件下，多次測(cè)定同一物體，所得測(cè)定結(jié)果的一致程度。對(duì)于電子天平，依然有天平示值的不變性，比如對(duì)電子天平重復(fù)性，再現(xiàn)性的控制，對(duì)電子天平零位及回零誤差的控制，對(duì)電子天平空載或加載時(shí)，電子天平在規(guī)定時(shí)間的電子天平示值漂移的控制。
二、電子天平的正確性：
電子天平的正確性，就是天平示值的正確性，它表示天平示值接近真值的能力；從誤差角度來(lái)看，天平的正確性，就是反映天平示值的系統(tǒng)誤差大小的程度。
三、電子天平的靈敏性：
電子天平的靈敏性，就是天平能覺(jué)察出放在天平衡量盤上的物體質(zhì)量改變量的能力。電子天平的靈敏性，可以通過(guò)角靈敏度，或線靈敏度，或分度靈敏度，或數(shù)字(分度)靈敏度來(lái)表示。對(duì)于電子天平，主要是通過(guò)分度靈敏度，或數(shù)字靈敏度來(lái)表示的。天平能覺(jué)察出來(lái)的質(zhì)量改變量越小，則說(shuō)明天平越靈敏，可見(jiàn)對(duì)于電子天平來(lái)說(shuō)，天平的靈敏度依然是判定天平優(yōu)劣的重要性能之一。
四、電子天平的穩(wěn)定性：
電子天平的穩(wěn)定性，就是指天平在其受到擾動(dòng)后，能夠自動(dòng)回到它們的初始平衡位置的能力。對(duì)于電子天平來(lái)說(shuō)，其平衡位置總是通過(guò)模擬指示或數(shù)字指示的示值來(lái)表現(xiàn)的，所以，一旦對(duì)電子天平施加某一瞬時(shí)的干擾，雖然示值發(fā)生了變化，但干擾消除后，天平又能回復(fù)到原來(lái)的示值，則我們稱該電子天平是穩(wěn)定的。一臺(tái)電子天平，其天平的穩(wěn)定性是天平可以使用的首要判定條件，不具備天平穩(wěn)定性的電子天平根本不能使用。
6結(jié)構(gòu)原理
衡器儀表是指電子衡器中顯示被稱物的質(zhì)量和稱量狀態(tài)的儀表，也叫稱重顯示器。電子衡器儀表原為模擬指示式，由誤差放大器、可逆電機(jī)、平衡電橋、激勵(lì)電源、度盤和指針等部分組成，按自動(dòng)平衡電子電位差計(jì)原理工作。它稱量速度慢，功能單一，準(zhǔn)確度低，現(xiàn)已基本被淘汰。現(xiàn)用稱重顯示器為數(shù)字顯示式。
電子衡器儀表的構(gòu)成
電子天平
數(shù)字顯示式衡器儀表的品種很多,圖1所示是其中的一種。數(shù)顯器接受處理的是稱重傳感器輸出的電信號(hào)。電信號(hào)有模擬量也有數(shù)字量，最常見(jiàn)的是幾至幾十毫伏的模擬電壓。數(shù)顯器的電路原理如圖2所示。激勵(lì)電源供給稱重傳感器工作電源，同時(shí)供給A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換單元基準(zhǔn)電壓,其穩(wěn)定度一般在0.1%以上。放大單元通常采用測(cè)量放大器結(jié)構(gòu)，接受、放大稱重傳感器的信號(hào)。放大倍數(shù)一般為數(shù)百倍。濾波單元濾掉從機(jī)外混入的和放大器自身產(chǎn)生的電噪聲。A/D轉(zhuǎn)換單元把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,轉(zhuǎn)換位數(shù)通常取二進(jìn)制數(shù)14位以上。數(shù)據(jù)處理單元是以微處理器為核心，使用外圍支持芯片組成的，它在程序的控制下完成采集數(shù)據(jù)、運(yùn)算、存貯等一系列操作，處理結(jié)果送到相應(yīng)接口上。顯示單元以數(shù)字或文字、圖表等形式顯示出稱量值和稱量狀態(tài)，并可通過(guò)接口與外部設(shè)備聯(lián)絡(luò)。
數(shù)顯衡器儀表的性能包括計(jì)量性能、功能、環(huán)境適應(yīng)能力、安全性和可靠性5個(gè)方面。與通用的數(shù)字衡器稱重儀表相比,數(shù)顯器具有5個(gè)特點(diǎn)：①自帶傳感器激勵(lì)電源，使用方便;②采用比率型A/D轉(zhuǎn)換和倍頻技術(shù),計(jì)量性能中的長(zhǎng)期穩(wěn)定性好;水分測(cè)量?jī)x，紅外線水分儀，水分測(cè)定儀，水分測(cè)試儀，水分檢測(cè)儀，水分測(cè)試儀，含水率測(cè)試儀，③軟件能真切地仿真振動(dòng)、空秤變動(dòng)、物料落差等稱量特征，顯示快、準(zhǔn)、穩(wěn);④機(jī)內(nèi)有空秤置零、零點(diǎn)跟蹤、定標(biāo)、最大秤量、分度位等參數(shù)的設(shè)定單元，改定方便，通用性強(qiáng);⑤帶輸出接口，能夠聯(lián)接多種外部設(shè)備，方便地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制。
準(zhǔn)確度等級(jí)國(guó)際法制計(jì)量組織(OIML)3號(hào)建議規(guī)定，非自動(dòng)衡器按準(zhǔn)確度級(jí)別劃分為4個(gè)等級(jí)。按配用衡器的級(jí)別，中國(guó)將電子衡器儀表也劃分為4個(gè)等級(jí),并分別冠以與電子衡器對(duì)應(yīng)的級(jí)別代號(hào)：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。每個(gè)級(jí)別的衡器儀表的計(jì)量最大允許誤差為對(duì)應(yīng)級(jí)別衡器允許誤差的0.7倍。
