1、电子天平的原理

高精度电子天平通常采用电磁力平衡式传感器电磁感应式电子天平与电子秤不同。电子秤是使用电子天平是利用电磁力平衡的原理进行设计的。根据电磁力公式：F=BLIsin（1）其中：F为电磁力；B为磁感应强度；L为受力导线的长度；I为流过导线的电流；为通电导体与磁场的夹角。由公式（1）可知F的大小与B、L、I及sin均成正由于设计好的传感器其感应线圈的规格尺寸已固定所以其B、L均不再改变而为90°故sin=1因此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传感器处于平衡状态。加载后感应线圈的位置发生改变。光电传感器中的光敏三极管所接收的光线强度的改变其输出电流也改变该变化量经微处理后控制电磁线圈的电流大小使电磁力平衡式传感器重新处于平衡状态。同时微处理器将电磁线圈的电流变化量转变为数字信号迅速在显示屏上显示出来。

2、电子天平的检定

根据检定规程要求电子天平的检定项目应为9项检定内容主要包括：鉴别力、灵敏度、各载荷点最大允许误差、重复性、偏载检查（四角误差）和配衡功能检查等。根据被检天平的具体情况并非每一项内容都需要检定具体的检定项目需要由电子天平的准确度级别和检定分度值决定但对于日常周期检定来说主要进行以下几项验定：

2.1鉴别力的检定。对电子天平只有鉴别力是有意义的因而不存在灵敏度的检定问题。对鉴别力的检定比较严谨的方法是：先将相当于检定载荷(规程指出载荷选用空载、全载或二者中一种)示值L的砝码加在天平盘上(其中有10个d/10的小砝码)然后逐个取下d/10的小砝码至显示值变为L-d时再加上一个d/10的小砝码此时将质量为1.4d的砝码轻轻加到称盘上显示值应变为L+d。但在一般情况下在用电子天平的鉴别力不会有问题所以多数情况下可以直接用质量为1.4d小砝码试一下即可对于d≤1mg或e＞2d的电子天平规程中说明允许免检其鉴别力。

2.2各载荷点最大允许误差的检定。电子天平的最大允许误差是指天平的线性度(或称线性误差)它与天平的准确度等级和称量有关目的是判定天平的示值误差是否在规程规定的范围之内。要求选取检定点外还应根据被检电子天平的e与d关系来确定是否应该对每一被检点采用附加小砝码寻求数字转换点的方法来找到该检定点的实际模拟值以确定其示值误差。

2.3天平重复性误差的检定与计算。重复性是描述电子天平在相同的测量条件下同一载荷多次称量结果之间的差值是衡量电子天平能否提供一致结果的能力。重复性检定在空载和加载状态下进行测定次数应根据电子天平准确度级别的不同而异检定过程及数据处理方法按非自动天平检验规定进行对e≥5d的电子天平则可以省略用附加小砝码寻求数字转换点进行凑整计算过程直接用天平示值减去砝码质量值来计算重复性误差。对重复性误差可用极差法或标准偏差法来评定但以极差法常用。

3、电子天平的校正

衡量一台电子衡器合格与否还需综合考虑其它技术指标的。因存放时间较长位置移动环境变化或为获得精确测量电子衡器在使用前一般都应进行校正操作。校正方法分内部校正和外部校正两种。目前市场流通校正方法多种多样各个电子衡器生产厂家对此方面的研发各不相同都在朝着着便于用户操作方向发展。通常厂家在说明书中均有详细操作步骤因为电子衡器的校正较为专业如果不仔细研读说明书很容易忽略.校准方法分为内校准和外校准两种。校准前的准备：

（1）天平已处于水平状态；

（2）按说明书的要求进行预热；

（3）天平秤盘上无物品；

（4）关闭挡风窗在天平置零的情况下进行。

下面以慈溪天东衡器厂的HX型电子天平为例说明如何对天平进行外校准。方法：轻按CAL键当显示器出现CAL-时即松手显示器就出现CAL-100其中“100”为闪烁码表示校准砝码需用100g的标准砝码。此时就把准备好“100g”校准砝码放上称盘显示器即出现“——”等待状态经较长时间后显示器出现100.000g拿去校准砝码显示器应出现0.000g若出现不是为零则再清零再重复以上校准操作。

4、影响电子天平质量控制的因素

4.1预热。天平的预热时间是保证天平示值稳定的关键。预热时间的长短除与天平的检定分度值和检定分度数有关规程第18条规定天平检定前应预热0.5h以上但0.5h以上多长的预热时间比较合适这时就要根据各天平使用说明书上的要求同时天平的预热和天平的精度有密切的关系。电磁力平衡式传感器的温度变化主要来源于环境温度的变化和过流元件的发热。电子天平的基本工作原理的平衡一旦失衡利用电磁力将天平重新拉回平衡。这个电磁力是由流经线圈中与物体质量成正比的电流在永久磁钢的磁通B、流经线圈中的电流I及线圈长度L成正比。当天平处于预热阶段时随着内部温度升高磁通B会逐渐下降同时I也会减小这样就导致F变小天平失去平衡示值会呈现正的单方向漂移。电子天平在称量前要充分预热。经过充分预热使磁钢达到热平衡这一变化过程结束天平才达到平衡。再利用置零、去皮功能使显示置零此时天平才处于真正可使用状态。

4.2预压。天平在停止工作一段时间后可能进入休眠状态为使天平尽快进入工作状态检定前最好用砝码多次加载否则天平进程示值与回程示值之差将明显增大加载时不必在意称量结果和回零情况。

4.3重力加速度的影响。电子天平主要采用电磁力平衡式传感器实现被测质量向重力再向电流信号的转换其测量结果与重力加速度密切相关。而重力加速度的大小与天平使用地点的纬度、海拔高度、地壳密度、地下水变化等诸多因素有关是随地点而变的。因此电子天平必须根据天平的使用地点实施重力加速度补偿。内置校准砝码补偿方法及其不足。目前的电子天平普遍采用内置校准砝码的补偿方法，即在电子天平内部设置一个校准砝码，通过对校准砝码的称量得出当地的g值。这种补偿方法需要增加电子分析天平的机械加载机构和自校专用砝码，因此提高了产品成本和工艺复杂性。

外附校准砝码补偿方法。将校准砝码改为通用标准砝码，作为电子分析天平的附件，直接通过称盘加载称量，可进行重力加速度的自动校准，实现重力加速度对天平称量影响的自动补偿。由于外附校准砝码的准确度能够得到保证重力加速度的补偿精度高，已获得广泛应用。

本文源于网络转载，如有侵权，请联系删除