影响电子天平测量准确性的因素分析.pdf

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1、口人才培养口曼麦旦doi：10．3969／j．issn．1671—1041．2011．01．032影响电子天平测量准确性的因素分析马学燕，赵荣(天津市东丽区计量检定所，天津300300)摘要：本文从电子天平的工作原理出发，从理论上分析了影响电子天平称量准确的两个主要因素：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；电磁力平衡式传感器；重力加速度；温度中图分类号：TH715文献标志码：B随着现代电子技术的迅速发展，电子天平已广测质量向重力再向电流信号的转换，其测量结果与重泛用于科学技术、工业生产、医药卫生、计量等领域。力加速度密切

2、相关。而重力加速度的大小与天平使电子天平采用lr现代传感器技术、电子技术和微型计用地点的纬度、海拔高度、地壳密度、地下水变化等诸算机技术，具有操作简便、称量速度快、自动化程度多凶素有关，是随地而变的。因此，电子天平必须根高、智能化功能强等机械天平无可比拟的优越性。但据天平的使用地点实施重力加速度补偿。是，如果不能正确使用，会产生较大的测量误差，本文例如：我们在一楼用200g的砝码对电子天平进从电子天平的[作原理出发，分析产生测量误差的两行校准，称量结果为200．0000，搬到四楼(约10米个主要来源及其消除方法。高)后对同一砝码进行称量，结果为199．9994。可见重力

3、加速度随使用地方不同，电子分析天平必须具有1电子天平的工作原理随地、随时进行自校准与自补偿的功能。式(1)中，高精度电子天平通常采用电磁力平衡式传感器，电永磁体的磁感应强度B和动圈有效长度L是固定磁感应式电子天平与电子秤不同，电子秤是使用电阻应的，传感器输出电流I通过放大电路和A／D转换后，变式传感器作为感应输出的，电磁感应式电子天平是利可以准确测得。如果被测质量m已知，且准确度高用电磁力平衡的原理进行设计的，根据电磁力公式：于电子天平的准确度，则可通过对已知标准质量mF=BLIsin0(1)的称量，依据式(1)获得当地当时的准确g值。该标式中，F为电磁力；B为磁感应强

4、度；L为受力导线的准质量即校正砝码的质量。长度；I为流过导线的电流强度；0为通电导体与磁场1)内置校准砝码补偿方法及其不足：的夹角。目前的电子天平普遍采用内置校准砝码的补偿由L式可知，F的大小与B、L、I及sin0均成正比。方法，即在电子天平内部设置一个校准砝码，通过对由于设计好的传感器，其感应线圈的规格尺寸同定，校准砝码的称量得出当地的g值。这种补偿方法需所以其B、L均不再改变。而0为90。，故sin0=1。因要增加电子分析天平的机械加载机构和自校专用砝此，f的大小与I成对应关系。电子天平主要组成部分有：电源、电磁力平衡式码，因此提高了产品成本和工艺复杂性。而且，内置

5、砝码在长期使用后，难以进行砝码检定和表面清洁处传感器、光电传感器、键盘和显示器、控制电路。电子天平的基本工作原理是：天平空载时，电磁力平衡式理，易于造成电子分析天平的时漂误差。传感器处于平衡状态。加载后，感应线圈的位置发生2)外附校准砝码补偿方法：改变，光电传感器中的光敏三极管所接收的光线强度将校准砝码改为通用标准砝码，作为电子分析改变其输出电流也改变，该变化量经微处理器处理天平的附件，直接通过称盘加载称量，可进行重力后，控制电磁线圈的电流大小，使电磁力平衡式传感加速度的自动校准，实现重力加速度对天平称量影器重新处于平衡状态，同时，微处理器将电磁线圈的电响的自动补偿。由

6、于外附校准砝码的准确度能够流变化量转变为数字信号，迅速在显示屏上显示出来。得到保证，重力加速度的补偿精度高，已获得广泛应用2重力加速度的影响电子天平主要采用电磁力平铤式传感器实现被3温度变化的影响92ElCVOI．182011No．1欢迎光临本刊网站http：／／www．eic。com．cn置塞口人才培养口境温度的变化和过流元件的发热。电子天平的基本量电子天平，预热时间则需24小时以上。使用中工作原理是平衡，一旦失衡，利用电磁力将天平重新的天平，预热时问可适当减少，当天平显示器上的拉回平衡。这个电磁力，是由流经线圈中与物体质量示值不再呈现单方向漂移时，回零／去皮后，即可

7、成正比的电流在永久磁钢中产生的。根据式(1)，电称量。磁力F的大小与磁钢的磁通B、流经线圈中的电流I2)运动天平：及线圈长度L成正比。当天平处于预热阶段时，随着电子天平预热好以后，不要立即进行称量，要进内部温度升高，磁通B会逐渐下降，同时I也会减小，行短暂地加载、卸载运动天平。这一点往往是众多用这样就导致F变小，天平失去平衡，示值会呈现正的户所不知或忽视的一步。其实，运动天平的目的很简单方向漂移。单，电子天平的传感器通常是由9片或11片簧片构电子天平在称量前要充分预热。只有经过充分成的弹性支承体，天平传感器就是利用这些簧片进行预热，使磁钢