電子天平的原理
電子天平,用于稱(chēng)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。
在2009年前不能做到很高精度;電容式傳感器稱(chēng)量速度快,性?xún)r(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(chēng)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。
電子天平的分類(lèi)
電子天平及其分類(lèi)按電子天平的精度可分為以下幾類(lèi):
1、超微量電子天平:超微量天平的稱(chēng)量是2至5g,其標(biāo)尺分度值小于()稱(chēng)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(chēng)量一般在3至50g,其分度值小于()稱(chēng)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(chēng)量一般在20至100g,其分度值小于()稱(chēng)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(lèi)。
4、常量電子天平:此種天平的稱(chēng)量一般在100至200g,其分度值小于()稱(chēng)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(chēng)。
6、 精密電子天平:這類(lèi)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(chēng)。
電子天平的校準(zhǔn)
在檢定(測(cè)試)中我們發(fā)現(xiàn),對(duì)天平進(jìn)行計(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(chēng)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(chēng)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(shū)很容易忽略“校準(zhǔn)”操作,造成較大稱(chēng)量誤差。下面以上海天平儀器廠(chǎng)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(chēng)盤(pán),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(chēng)重狀態(tài)。1、有的人認(rèn)為在電子天平量程范圍內(nèi)稱(chēng)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*正確的。一般衡器安全載荷是它所能夠承受的、不致使其計(jì)量性能發(fā)生性改變的靜載荷。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(pán)加載時(shí)(注意不要超過(guò)稱(chēng)量范圍),電磁力會(huì)將秤盤(pán)推回到原來(lái)的平衡位置,使電磁力與被稱(chēng)物體的重力相平衡,只要在允許范圍內(nèi)稱(chēng)量大小對(duì)天平的影響是很小的,不會(huì)因長(zhǎng)期稱(chēng)重而影響電子天平的準(zhǔn)確度。
電子天平的程序設(shè)定
2013年以前,大多數(shù)的電子天平都已具備了程序調(diào)整功能,以便于電子天平的功能更加完善,適應(yīng)環(huán)境的能力更強(qiáng)。通常情況下,電子天平的制造廠(chǎng)家在電子天平出廠(chǎng)前,已經(jīng)為用戶(hù)選擇設(shè)置了正常的程序,只有當(dāng)用戶(hù)的條件或需要發(fā)生了變化時(shí),才需要呼叫或改變電子天平的有關(guān)程序。
呼叫電子天平的內(nèi)設(shè)程序應(yīng)分以下幾步來(lái)完成:
1、關(guān)掉天平開(kāi)關(guān)。
2、同時(shí)按電子天平的去皮鍵和開(kāi)關(guān)鍵,并馬上松開(kāi)電子天平的開(kāi)關(guān)鍵,繼續(xù)按住電子天平的去皮鍵不放。
3、待電子天平的顯示器出現(xiàn)“CH5”時(shí),再松開(kāi)電子天平的去皮鍵。
4、此時(shí)電子天平的顯示器上,依次出現(xiàn)電子天平內(nèi)設(shè)程序的頁(yè)碼,如L1、L2和L0后開(kāi)始循環(huán)。
5、當(dāng)出現(xiàn)零以外的頁(yè)碼時(shí),根據(jù)需要按動(dòng)電子天平的去皮鍵,顯示器上出現(xiàn)頁(yè)碼和行碼兩位數(shù)字,如L11、L12至L10后開(kāi)始循環(huán)出現(xiàn)行碼。
6、當(dāng)電子天平的顯示器上出現(xiàn)零以外的形碼時(shí),可根據(jù)需要按動(dòng)去皮鍵,電子天平的顯示器上出現(xiàn)三位數(shù)字,位數(shù)字即是字碼如顯示L111、L112至L110后開(kāi)始循環(huán)顯示。
7、根據(jù)上述方法,可任意選擇電子天平的程序(主要是觀(guān)察,如需要更改應(yīng)該啟開(kāi)電子天平程序開(kāi)關(guān)的鎖定裝置)。
需要說(shuō)明的是,如果顯示器上出現(xiàn)“Lxxx”說(shuō)明此程序只能閱讀不能更改,L符號(hào)說(shuō)明電子天平程序處于鎖定狀態(tài),如果出現(xiàn)“Cxxx”則表示電子天平程序開(kāi)關(guān)已打開(kāi),可進(jìn)行修改程序。
電子天平的水平調(diào)節(jié)
1、當(dāng)水平泡處于水平圈的上方時(shí),表明電子天平的上方位置偏高,我們要通過(guò)旋轉(zhuǎn)電子天平的上部的兩個(gè)轉(zhuǎn)角,使泡泡下移。
2、當(dāng)水平泡處于水平圈的下方時(shí),表明電子天平的下方位置偏高,我們要通過(guò)旋轉(zhuǎn)電子天平的下部的兩個(gè)轉(zhuǎn)角,使泡泡上移。
3、當(dāng)水平泡處于水平圈的左側(cè)時(shí),表明電子天平的左側(cè)位置偏高,我們要通過(guò)旋轉(zhuǎn)電子天平的左側(cè)的兩個(gè)轉(zhuǎn)角,使泡泡右移。
4、當(dāng)水平泡處于水平圈的右側(cè)時(shí),表明電子天平的右側(cè)位置偏高,我們要通過(guò)旋轉(zhuǎn)電子天平的右側(cè)的兩個(gè)轉(zhuǎn)角,使泡泡左移。
提示:有時(shí)候水平泡出于斜角的位置,這就需要我們幾個(gè)轉(zhuǎn)角來(lái)回配合使用。
結(jié)構(gòu)原理編輯
衡器儀表是指電子衡器中顯示被稱(chēng)物的質(zhì)量和稱(chēng)量狀態(tài)的儀表,也叫稱(chēng)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(pán)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(chēng)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(chēng)重顯示器為數(shù)字顯示式。
電子衡器儀表的構(gòu)成
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(chēng)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,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(chēng)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(chēng)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(chēng)量值和稱(chēng)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(chēng)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(xiàn)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(chēng)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)、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)量允許誤差為對(duì)應(yīng)級(jí)別衡器允許誤差的0.7倍。
儀表架構(gòu)其實(shí)很簡(jiǎn)單,一個(gè)電源為全部器件供電,一個(gè)AD部分負(fù)責(zé)將傳感器的模擬信號(hào)放大,模數(shù)轉(zhuǎn)換到數(shù)字信號(hào),一個(gè)處理器,也就是常說(shuō)的單片機(jī)(MCU),來(lái)處理AD部分讀取到的重量信號(hào),進(jìn)行一系列的換算處理,譯碼為可顯示閱讀的信號(hào),顯示在顯示屏上,同時(shí)一般還有鍵盤(pán)電路,來(lái)接受用戶(hù)的一些操控,很多儀表還帶有并行打印口,微打驅(qū)動(dòng),RS232或RS485接口與上位機(jī)或其它儀表互聯(lián)通訊,還有數(shù)字電流環(huán)接口,以連接大屏幕,另外工業(yè)控制用的很多儀表帶有4~20mA電流環(huán)接口,以配接PLC。高檔的還有現(xiàn)場(chǎng)CAN總線(xiàn)或者以太網(wǎng)接口,某些儀表還有USB接口,不過(guò)USB由于傳輸距離太近,在衡器儀表上用途較少,因此也很少有儀表有USB接口。
電子天平使用說(shuō)明
1、 將天平置于穩(wěn)定的工作臺(tái)上避免振動(dòng)、氣流及陽(yáng)光照射。
2、 在使用前調(diào)整水平儀氣泡至中間位置。
3、 電子天平應(yīng)按說(shuō)明書(shū)的要求進(jìn)行預(yù)熱。
4、 稱(chēng)量易揮發(fā)和具有腐蝕性的物品時(shí),要盛放在密閉的容器中,以免腐蝕和損壞電子天平。
5、 經(jīng)常對(duì)電子天平進(jìn)行自校或定期外校,保證其處于狀態(tài)。
6、 如果電子天平出現(xiàn)故障應(yīng)及時(shí)檢修,不可帶“病”工作。
7、 操作天平不可過(guò)載使用以免損壞天平。
8、 若長(zhǎng)期不用電子天平時(shí)應(yīng)暫時(shí)收藏為好。
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。
1、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*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。
2、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。
3、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(pán)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(xiàn)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。
4、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(chēng)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。
電子天平的維護(hù)
1、將天平置于穩(wěn)定的工作臺(tái)上避免振動(dòng)、氣流及陽(yáng)光照射
2、在使用前調(diào)整水平儀氣泡至中間位置。
3、 電子天平應(yīng)按說(shuō)明書(shū)的要求進(jìn)行預(yù)熱。
4、稱(chēng)量易揮發(fā)和具有腐蝕性的物品時(shí),要盛放在密閉的容器中,以免腐蝕和損壞電子天平。
5、經(jīng)常對(duì)電子天平進(jìn)行自校或定期外校,保證其處于狀態(tài)。
6、如果電子天平出現(xiàn)故障應(yīng)及時(shí)檢修,不可帶“病”工作。
7、操作天平不可過(guò)載使用以免損壞天平。
8、若長(zhǎng)期不用電子天平時(shí)應(yīng)暫時(shí)收藏為好。
電子天平的保養(yǎng)
1、分析天平應(yīng)按計(jì)量部門(mén)規(guī)定定期校正,并有專(zhuān)人保管,負(fù)責(zé)維護(hù)保養(yǎng)。
2、天平內(nèi)應(yīng)放置干燥劑,常用變色硅膠,應(yīng)定期更換。
3、稱(chēng)量不得超過(guò)天平的載荷。
電子天平的注意事項(xiàng)
因?yàn)樘炱巾来a一般精度都比較高,對(duì)環(huán)境及操作要求也比較多,日常使用的時(shí)候應(yīng)該注意哪些問(wèn)題,該如何延長(zhǎng)電子分析天平的使用壽命。
1、天平砝碼不要放置在空調(diào)器下的邊臺(tái)上。搬動(dòng)過(guò)的電子分析天平必須重新校正好水平,并對(duì)天平的計(jì)量性能作全面檢查無(wú)誤后才可使用。
2、稱(chēng)取吸濕性、揮發(fā)性或腐蝕性物品時(shí),應(yīng)用稱(chēng)量瓶蓋緊后稱(chēng)量,且盡量快速,注意不要將被稱(chēng)物(特別腐蝕性物品)灑落在稱(chēng)盤(pán)或底板上;稱(chēng)量完畢,被稱(chēng)物及時(shí)帶離天平,并搞好稱(chēng)量室的衛(wèi)生。
3、同一個(gè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)使用同一臺(tái)天平進(jìn)行稱(chēng)量,以免因稱(chēng)量而產(chǎn)生誤差。
電子天平的計(jì)件功能
利用電子天平的計(jì)件功能可以快速的得出一堆物件里的單體個(gè)數(shù)。例如某倉(cāng)庫(kù)新進(jìn)來(lái)一批M3的螺母,大概數(shù)量是五千只。要知道具體的螺母?jìng)€(gè)數(shù),如果用人工去數(shù)的話(huà),將要花去大量的時(shí)間,而且差錯(cuò)率高。如果利用電子天平的計(jì)數(shù)功能則事倍功半。上海恒平科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)的電子天平的計(jì)數(shù)原理如下。取10個(gè)螺母作為樣品放于天平上,調(diào)出天平的計(jì)數(shù)功能,此時(shí)天平顯示“10”表示當(dāng)前的個(gè)數(shù)是10,拿走樣品天平顯示“0”,然后放上一包要計(jì)數(shù)的螺母,此時(shí)天平的顯示值即為該包螺母的個(gè)數(shù)。方便簡(jiǎn)單而且準(zhǔn)確。用電子天平計(jì)件要求物體的個(gè)體質(zhì)量差異不能太大,單個(gè)質(zhì)量大于天平分度值的10倍以上。如果要計(jì)數(shù)物體比天平分度直小,則可以取10個(gè)樣品的整數(shù)倍作為計(jì)數(shù)樣品。如2倍、5倍、10倍等等,總之取樣數(shù)越多,計(jì)件的準(zhǔn)確度就越高。最終天平的顯示個(gè)數(shù)乘以倍數(shù)則為該批被測(cè)物的總件數(shù)。
電子天平的
產(chǎn)品和解決方案應(yīng)用微量及超微量天平、分析天平、精密天平、大量程精密天平、特殊用途的天平、比較器、快速水份測(cè)定儀、移液管校準(zhǔn)工作站、軟件、砝碼、配件、天平和臺(tái)秤的日常測(cè)試、利用天平進(jìn)行密度測(cè)定、差重稱(chēng)量、動(dòng)態(tài)稱(chēng)量、濾紙稱(chēng)量、配方、質(zhì)量比較&;高分辨率稱(chēng)量、聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)通信、移液器校準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)室中的精密及分析稱(chēng)量、統(tǒng)計(jì)過(guò)程和質(zhì)量控制、防爆區(qū)域稱(chēng)重應(yīng)用、間隔稱(chēng)量。
HZF、LCD電子天平技術(shù)參數(shù)
型號(hào) | HZF-A100 | HZF-A200 | HZF-A300 | HZF-A500 |
量程 | 100g | 200g | 300g | 500g |
可讀性 | 0.01g | 0.01g | 0.01g | 0.01g |
重復(fù)性 | ±0.01g | ±0.01g | ±0.01g | ±0.01g |
線(xiàn)性誤差 | ±0.02g | ±0.02g | ±0.02g | ±0.02g |
操作溫度 | 5-30℃ | 5-30℃ | 5-30℃ | 5-30℃ |
秤盤(pán)尺寸 | φ128mm | φ128mm | φ128mm | φ128mm |
外形尺寸 | 270*190*75mm | 270*190*75mm | 270*190*75mm | 270*190*75mm |
手機(jī)預(yù)熱 | 10-20分鐘 | 10-20分鐘 | 10-20分鐘 | 10-20分鐘 |
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