论文部分内容阅读
[摘 要]天平是一种称量工具，科技的不断进步，同时带动了天平的发展。电子天平的问世和广泛应用为人们的生活带来了极大的便利，同样为生产、科研以及商贸等各领域的发展起到了积极的推动作用。电子天平在使用的时候计量性能更加准确，同时在使用的时候也是非常稳定，这就使得在检验结果方面很好。但是，电子天平在使用过程中也存在着一些问题，因此，对电子天平在工作原理方面要进行分析，这样能够更好解决出现的问题，同时也能更好的对检定方法进行说明。
[关键词]电子天平；结构原理；影响因素
中图分类号：TH715 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0340-01
电子天平是一种精密的电子仪器，在企业生产和科研领域中得到了广泛的应用。电子天平的制造主要是利用电磁力平衡原理进行称量，因此在使用过程中精确度和稳定性方面都非常高。在电子技术不断发展的过程中，电子天平的出现对整个工业生产有很大影响，电子天平在使用过程中性能更佳，同时检测的结果也更稳定，因此，现在其使用的范围也很广。电子天平在使用过程中效果非常好，但是在使用过程中也存在着一些问题，对出现的问题进行更好的分析，能够更好的促进工业发展，同时也能促进经济发展。
1 电子天平计量的研究背景
电子天平主要是利用电磁力平衡重力原理制成的，在最初的时候只是在实验室中进行使用，当时，随着其测量的准确性和可靠性在不断的提高，在工业生产中得到了非常好的使用。为了更好的促进电子天平的发展国家颁布了相关规范，但是由于其对计量检定的描述是非常简单，在操作方面也是片面的，因此，使得从事电子天平检定的工作人员在进行工作的时候对其规程理解存在着一些问题，这样也使得工作人员在工作中对其是否合格进行判定的时候也非常困难。工作人员在工作中对电子天平的合格性不能进行很好的判断，这样就使得电子天平在使用的过程中不能在准确性和参数可靠性方面得到保证，因此，也导致了电子天平在实际的应用过程中也存在着很多问题，因此，对其质量进行控制也非常有必要，这样能够更好的保证计量的准确性。
2 电子天平结构原理分析
2.1 应变片式传感器
电子天平在空载的情况下，应变片的阻值是相同的，这样就使得电压在通过桥式电路以后输入到放大器的电压是零，在电子天平的秤盘中是负载的情况下，应变片会出现被拉伸的情况，在这种情况下，阻值会出现增大或者是变小的情况，这样在电压经过桥式电路以后会在放大器上进行显示，这样就能够对物体进行称重。
2.2 电磁力式传感器
通电线圈在永磁铁的磁场中会出现切割磁力线运动的情况，在这种情况下会产生电磁力。位置传感器在采集到秤盘中的物体重量以后会导致杠杆的位置出现变化，在这个过程中，将会出现电信号变化，这样产生的电磁力要对物体的重力进行平衡。线圈中的电流强度也要和精密电阻的电流强度相等，电阻上电压值要和物体的重量对等，这样就能将物体的重量在显示器上进行显示。
3 电子天平检定中需要注意的问题
3.1 如何选取标准砝码
在对标准砝码进行选择的时候，可以是级砝码也可以是等砝码，对这两种砝码的误差情况有相同要求，在对级砝码进行要求的时候，通常是质量允差情况，在对等砝码进行要求的时候，通常是等砝码检定精度，在对其出现的误差进行要求的时候，同时不能出现荷载下超过百分之三十误差，同时，对标准砝码的量程也是有更为细致的要求。
3.2 电子天平的免检问题
在电子天平免检方面也是存在着不同情况，在d小于等于1mg的情况下，电子天平是可以免于鉴别，在出现e不等于d的情况下，电子天平也是可以免检，在电子天平中，数字指示和半自动或者是全自动的校准装置的天平是可以免检。
3.3 出具检定证书应规范化
在对电子天平及性能检定完成以后，要根据实际检定的结果出具检定证书或者是检定结果通知书，这样能够更好的对电子天平的质量进行保证，同时对其使用效果也是能够进行影响。
4 影响电子天平检定结果的其他因素
4.1 预热
在使用电子天平称量以前，要对电子天平进行充分的通电预热，在出现磁通量和磁钢达到热平衡以后天平才能更好的达到平衡状态，然后利用其回零和去皮的功能将显示回零，这种情况下的电子天平在使用的时候才能更好的保证使用的效果。为了避免出现发热器对零件进行影响的情况，新研制的电子天平都是将变压器设置在天平的外部的，这样能够更好的形成一个独立的部分，同时也能更好的降低热噪声对传感器进行影响，更好的保證天平的使用效果。
4.2 预压
在对电子天平进行预热以后，要进行非常短暂的加载和卸载，这样能够更好的对天平的预压情况进行测试，在预热完成以后不能立即进行称量。电子天平在长期的通电预热和长时间的停止称量情况下，天平的传感器也是在一种休眠的状态下，因此，簧片也会在一种长期休止的情况，在这种情况下对电子天平进行使用，是非常容易出现显示值不稳定情况，同时在重复测量方面也会出现很多问题。
4.3 校准
电子天平一般均有内部或外部校准功能，电子天平开机显示零，只能说明天平零位稳定性合格，不能说明天平称量的数据准确度符合测试标准。检定时应按照说明书的操作程序对电子天平进行自校准，不能看到天平示值为零就可以进行称量。
5 电子天平计量检定方法与分析
5.1 灵敏度和鉴别力的检定
灵敏度是指对于一个给定的重量变化，衡器的指示值相应能发生的示值变化。而鉴别力则是表征衡器对微小载荷的反应能力，也即要引起衡器示值有一个可发觉的变化需要添加的重量是多少。对电子天平来说，鉴别力是一个有意义的概念，而灵敏度则没有实际意义，因此检定员不要因为规程中将二者列在一起说明而产生误解。对使用中的电子天平鉴别力的检定，通常允许作简化处理，即选择在空载或全载时处于平衡状态的天平上，用质量为1.4d 的小砝码，轻缓地加放在天平上或从其上拿下，此时原来的天平示值应有变化。
5.2 各载荷点的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，它与电子天平的准确度等级和称量有关，其目的是判定电子天平的示值误差是否在规定的范围内。通常，示值误差（E）由下式来确定：E=I-I0，I 为天平指示值，I0为标准砝码的标称值。对电子天平来说，这样计算示值误差是不够严密的。在实际检定中，常采用附加小砝码寻求数字转换点，来进行凑整计算的方法。
5.3 重复性检定
重复性是描述电子天平在相同的测量条件下，对同一载荷多次称量结果之间的差值，是衡量电子天平称量结果能否达到一致的能力。重复性检定应在空载和加载状态下进行，其检定过程及数据处理方法按JJG98-90 第45 页表18进行。对e≥5d 的电子天平同样允许省略数字化整误差的修正过程而直接用天平示值减去砝码质量值来计算重复性误差。
5.4 偏载检验
偏载检验又称四角误差检验，它是通过将载荷放置在称盘上不同的位置来检验天平提供一致结果的能力。在实际检定工作中，应根据电子天平的使用要求来确定检验载荷。
6 结束语
电子天平经过了漫长的发展，现在在很多的领域都得到了使用，在使用过程中，电子天平的准确性和精度是非常高的，但是，在使用过程中也是存在着一些问题的，对出现的问题进行很好的分析，能够更好的找到解决的方法，同时也能更好的促进电子天平的发展。
参考文献
[1]唐图强，等.电子天平称量精度探讨[J].医疗卫生装备，2009.4.
[2]史梦远，等.电子天平检定中的问题探讨[J].中国医学装备，2011.1.
[关键词]电子天平；结构原理；影响因素
中图分类号：TH715 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0340-01
电子天平是一种精密的电子仪器，在企业生产和科研领域中得到了广泛的应用。电子天平的制造主要是利用电磁力平衡原理进行称量，因此在使用过程中精确度和稳定性方面都非常高。在电子技术不断发展的过程中，电子天平的出现对整个工业生产有很大影响，电子天平在使用过程中性能更佳，同时检测的结果也更稳定，因此，现在其使用的范围也很广。电子天平在使用过程中效果非常好，但是在使用过程中也存在着一些问题，对出现的问题进行更好的分析，能够更好的促进工业发展，同时也能促进经济发展。
1 电子天平计量的研究背景
电子天平主要是利用电磁力平衡重力原理制成的，在最初的时候只是在实验室中进行使用，当时，随着其测量的准确性和可靠性在不断的提高，在工业生产中得到了非常好的使用。为了更好的促进电子天平的发展国家颁布了相关规范，但是由于其对计量检定的描述是非常简单，在操作方面也是片面的，因此，使得从事电子天平检定的工作人员在进行工作的时候对其规程理解存在着一些问题，这样也使得工作人员在工作中对其是否合格进行判定的时候也非常困难。工作人员在工作中对电子天平的合格性不能进行很好的判断，这样就使得电子天平在使用的过程中不能在准确性和参数可靠性方面得到保证，因此，也导致了电子天平在实际的应用过程中也存在着很多问题，因此，对其质量进行控制也非常有必要，这样能够更好的保证计量的准确性。
2 电子天平结构原理分析
2.1 应变片式传感器
电子天平在空载的情况下，应变片的阻值是相同的，这样就使得电压在通过桥式电路以后输入到放大器的电压是零，在电子天平的秤盘中是负载的情况下，应变片会出现被拉伸的情况，在这种情况下，阻值会出现增大或者是变小的情况，这样在电压经过桥式电路以后会在放大器上进行显示，这样就能够对物体进行称重。
2.2 电磁力式传感器
通电线圈在永磁铁的磁场中会出现切割磁力线运动的情况，在这种情况下会产生电磁力。位置传感器在采集到秤盘中的物体重量以后会导致杠杆的位置出现变化，在这个过程中，将会出现电信号变化，这样产生的电磁力要对物体的重力进行平衡。线圈中的电流强度也要和精密电阻的电流强度相等，电阻上电压值要和物体的重量对等，这样就能将物体的重量在显示器上进行显示。
3 电子天平检定中需要注意的问题
3.1 如何选取标准砝码
在对标准砝码进行选择的时候，可以是级砝码也可以是等砝码，对这两种砝码的误差情况有相同要求，在对级砝码进行要求的时候，通常是质量允差情况，在对等砝码进行要求的时候，通常是等砝码检定精度，在对其出现的误差进行要求的时候，同时不能出现荷载下超过百分之三十误差，同时，对标准砝码的量程也是有更为细致的要求。
3.2 电子天平的免检问题
在电子天平免检方面也是存在着不同情况，在d小于等于1mg的情况下，电子天平是可以免于鉴别，在出现e不等于d的情况下，电子天平也是可以免检，在电子天平中，数字指示和半自动或者是全自动的校准装置的天平是可以免检。
3.3 出具检定证书应规范化
在对电子天平及性能检定完成以后，要根据实际检定的结果出具检定证书或者是检定结果通知书，这样能够更好的对电子天平的质量进行保证，同时对其使用效果也是能够进行影响。
4 影响电子天平检定结果的其他因素
4.1 预热
在使用电子天平称量以前，要对电子天平进行充分的通电预热，在出现磁通量和磁钢达到热平衡以后天平才能更好的达到平衡状态，然后利用其回零和去皮的功能将显示回零，这种情况下的电子天平在使用的时候才能更好的保证使用的效果。为了避免出现发热器对零件进行影响的情况，新研制的电子天平都是将变压器设置在天平的外部的，这样能够更好的形成一个独立的部分，同时也能更好的降低热噪声对传感器进行影响，更好的保證天平的使用效果。
4.2 预压
在对电子天平进行预热以后，要进行非常短暂的加载和卸载，这样能够更好的对天平的预压情况进行测试，在预热完成以后不能立即进行称量。电子天平在长期的通电预热和长时间的停止称量情况下，天平的传感器也是在一种休眠的状态下，因此，簧片也会在一种长期休止的情况，在这种情况下对电子天平进行使用，是非常容易出现显示值不稳定情况，同时在重复测量方面也会出现很多问题。
4.3 校准
电子天平一般均有内部或外部校准功能，电子天平开机显示零，只能说明天平零位稳定性合格，不能说明天平称量的数据准确度符合测试标准。检定时应按照说明书的操作程序对电子天平进行自校准，不能看到天平示值为零就可以进行称量。
5 电子天平计量检定方法与分析
5.1 灵敏度和鉴别力的检定
灵敏度是指对于一个给定的重量变化，衡器的指示值相应能发生的示值变化。而鉴别力则是表征衡器对微小载荷的反应能力，也即要引起衡器示值有一个可发觉的变化需要添加的重量是多少。对电子天平来说，鉴别力是一个有意义的概念，而灵敏度则没有实际意义，因此检定员不要因为规程中将二者列在一起说明而产生误解。对使用中的电子天平鉴别力的检定，通常允许作简化处理，即选择在空载或全载时处于平衡状态的天平上，用质量为1.4d 的小砝码，轻缓地加放在天平上或从其上拿下，此时原来的天平示值应有变化。
5.2 各载荷点的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，它与电子天平的准确度等级和称量有关，其目的是判定电子天平的示值误差是否在规定的范围内。通常，示值误差（E）由下式来确定：E=I-I0，I 为天平指示值，I0为标准砝码的标称值。对电子天平来说，这样计算示值误差是不够严密的。在实际检定中，常采用附加小砝码寻求数字转换点，来进行凑整计算的方法。
5.3 重复性检定
重复性是描述电子天平在相同的测量条件下，对同一载荷多次称量结果之间的差值，是衡量电子天平称量结果能否达到一致的能力。重复性检定应在空载和加载状态下进行，其检定过程及数据处理方法按JJG98-90 第45 页表18进行。对e≥5d 的电子天平同样允许省略数字化整误差的修正过程而直接用天平示值减去砝码质量值来计算重复性误差。
5.4 偏载检验
偏载检验又称四角误差检验，它是通过将载荷放置在称盘上不同的位置来检验天平提供一致结果的能力。在实际检定工作中，应根据电子天平的使用要求来确定检验载荷。
6 结束语
电子天平经过了漫长的发展，现在在很多的领域都得到了使用，在使用过程中，电子天平的准确性和精度是非常高的，但是，在使用过程中也是存在着一些问题的，对出现的问题进行很好的分析，能够更好的找到解决的方法，同时也能更好的促进电子天平的发展。
参考文献
[1]唐图强，等.电子天平称量精度探讨[J].医疗卫生装备，2009.4.
[2]史梦远，等.电子天平检定中的问题探讨[J].中国医学装备，2011.1.