浅析影响电子天平称量准确性的两大因素

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1、使用与维修浅析影响电子天平称量准确性的两大因素王学琴梁秀丽辛宗伟吕秀莲邵鸿飞王化银（中国兵器工业集团第五三研究所，济南２５００３１）摘要主要从电子天平的正确使用以及样品本身的自然物理变化对其称量准确性的影响进行了分析。在电子天平的正确使用方面，从理论上分析了影响电子天平称量准确性的两个主要因素：重力加速度的影响和温度变化的影响，并提出了有效地消除这些误差的方法。关键词电子天平；电磁力平衡原理；称量准确性；重力加速度；温度doi：１０畅３９６９／ｊ畅ｉｓｓｎ畅１０００－０７７１畅２０１４畅０３畅２５电子天平主要由秤盘、传感器、位置检测器、０　引言ＰＩＤ调节器、功

2、率放大器、低通滤波器、模数（Ａ／Ｄ）电子天平具有体积小、功能齐全、操作简单和转换器、微计算机、显示器、机壳、底角组成。使用方便等优点，因而被广泛应用于计量检测、量电子天平的基本工作原理是天平空载时，电磁值传递、产品化验与科学实验工作中。但是，在使力平衡式传感器处于平衡状态，当秤盘上加上载荷用电子天平进行称量的过程中，很多因素对其称量时，使其秤盘的位置发生了相应的变化，这时位置的准确性都会产生影响。通过日常检定工作中的检测器将此变化量通过ＰＩＤ调节器和功率放大器转经验总结，本文分析了影响电子天平称量准确性的换成线圈中的电流信号，并在采样电阻上转换成与两大因素的主

3、要来源及其消除方法。载荷相对应的电压信号，再经过低通滤波器和模数１　关于正确使用电子天平的问题（Ａ／Ｄ）转换器，变换成数字信号给计算机进行数据处理，并将此数值迅速在显示屏上显示出来。因１畅１　电子天平的工作原理此，强磁场对称量结果影响很大，使用者在安装电电子天平是利用电磁力平衡的原理进行设计子天平时应当远离较强的电场和磁场。的，根据电磁力公式：１畅２　重力加速度的影响F＝BLIｓｉｎθ（１）由于电子天平是采用电磁力与重力相平衡的式中：F为电磁力；B为磁感应强度；L为受力导线原理来测量物体质量的，因此其测量结果与重力加的长度；I为通过导线的电流强度；θ为通电导体

4、与速度密切相关，而重力加速度的大小随着地球的地磁场的夹角。理纬度和海拔高度而变化。严格说来，它是地球的由式（１）可知，F的大小与B、L、I及ｓｉｎθ均成正比，对于设计好的传感器，其感应线圈的规格尺重力场的位置的函数。因此，电子天平必须根据其寸已固定，所以其B、L可视为常数，而θ为９０°，故使用地点随时、随地实施重力加速度补偿，即对电ｓｉｎθ＝１，因此，F与I成正比关系。而电流的大小是子天平进行校准，校准有内校和外校两种。由天平秤盘上所加载荷的大小，也就是被称物体的对天平进行校准，是正确使用电子天平必不可重力大小决定的。当大小相等方向相反的电磁力少的重要一步，任

5、何电子天平使用前不进行校准，与重力达到平衡时，则有：就得不到准确的称量结果。用户在每次使用前，最F＝BLI＝mg（２）好对天平进行校准。其理由有两个：１）天平称量的式（２）即为电子天平的电磁平衡原理式。是物体的质量，而不是重量。２）由于环境温度的变·　·７６计量技术２０１４畅Ｎｏ３使用与维修化直接影响传感器自身的温度变化。这会导致磁另外，环境温度的变化也导致电子天平灵敏度感应强度和流经线圈中的电流也随之变化，电磁力的漂移，从而产生测量偏差。灵敏度的温度系数Tc发生变化。尽管电子天平都有温度补偿功能，但它是电子天平的一项重要指标，用来表示灵敏度的漂只有在小的温度

6、波动范围内有效，温度超过一定的移。因此，当环境温度变化较大时，应对电子天平限度，它是无法补偿的。进行校准，以保证测量结果的准确。１畅３　温度变化的影响１畅４　簧片休眠状态的影响电磁力平衡式传感器的温度变化主要来源于电子天平预热好以后，不要立即进行称量，而环境温度的变化和过流元件的发热。电子天平的要短暂地加载、卸载以运动天平。电子天平的传感基本工作原理是平衡，一旦失衡，利用电磁力将天器通常是由９或１１片簧片构成的弹性支承体，天平平重新拉回平衡。这个电磁力，是由流经线圈中与传感器就是利用这些簧片进行力的传递，使天平在物体质量成正比的电流在永久磁钢中产生的。根平衡－

7、失衡－再平衡的过程之中完成称量。然而据式（２），电磁力F的大小与磁钢的磁感应强度、流在天平处于通电预热阶段或较长时间停止称量时，经线圈中的电流及导线长度成正比。当天平处于天平传感器是处于停止工作的休眠状态，当然簧片预热阶段时，随着内部温度的升高，磁感应强度B也处于休眠状态，其恢复性能不佳，若这时进行称会逐渐下降，同时I也会减小，这样就导致F变小，量势必会引起天平加载后回零不佳，示值稳定性不天平失去平衡，示值会呈现正的单方向漂移。好，重复性差。运动天平的方法是用相当于天平最电子天平在称量前要充分预热。只有经过充大秤量的砝码或物体加载到秤盘上，然后再卸载，分预热，

8、使磁钢达到热平衡，这一变化过程结束，天