電子天平計(jì)量中出現(xiàn)的問題及檢定分析

陳洪國(guó)

摘 要：科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步使得現(xiàn)在電子天平在應(yīng)用范圍方面出現(xiàn)了很大的變化，已經(jīng)慢慢取代了機(jī)械天平的使用。電子天平在使用的時(shí)候計(jì)量性能更加準(zhǔn)確，同時(shí)在使用的時(shí)候也是非常穩(wěn)定，這就使得在檢驗(yàn)結(jié)果方面很好。但是，電子天平在使用過程中也存在著一些問題，因此，對(duì)電子天平在工作原理方面要進(jìn)行分析，這樣能夠更好解決出現(xiàn)的問題，同時(shí)也能更好的對(duì)檢定方法進(jìn)行說明。

關(guān)鍵詞：電子天平；結(jié)構(gòu)原理；影響因素

在電子技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，電子天平的出現(xiàn)對(duì)整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)有很大影響，電子天平在使用過程中性能更佳，同時(shí)檢測(cè)的結(jié)果也更穩(wěn)定，因此，現(xiàn)在其使用的范圍也很廣。電子天平在使用過程中效果非常好，但是在使用過程中也存在著一些問題，對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行更好的分析，能夠更好的促進(jìn)工業(yè)發(fā)展，同時(shí)也能促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1 電子天平計(jì)量的研究背景

電子天平主要是利用電磁力平衡重力原理制成的，在最初的時(shí)候只是在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行使用，當(dāng)時(shí)，隨著其測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性在不斷的提高，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了非常好的使用。為了更好的促進(jìn)電子天平的發(fā)展國(guó)家頒布了相關(guān)規(guī)范，但是由于其對(duì)計(jì)量檢定的描述是非常簡(jiǎn)單，在操作方面也是片面的，因此，使得從事電子天平檢定的工作人員在進(jìn)行工作的時(shí)候?qū)ζ湟?guī)程理解存在著一些問題，這樣也使得工作人員在工作中對(duì)其是否合格進(jìn)行判定的時(shí)候也非常困難。工作人員在工作中對(duì)電子天平的合格性不能進(jìn)行很好的判斷，這樣就使得電子天平在使用的過程中不能在準(zhǔn)確性和參數(shù)可靠性方面得到保證，因此，也導(dǎo)致了電子天平在實(shí)際的應(yīng)用過程中也存在著很多問題，因此，對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行控制也非常有必要，這樣能夠更好的保證計(jì)量的準(zhǔn)確性。

2 電子天平結(jié)構(gòu)原理分析

2.1 應(yīng)變片式傳感器

電子天平在空載的情況下，應(yīng)變片的阻值是相同的，這樣就使得電壓在通過橋式電路以后輸入到放大器的電壓是零，在電子天平的秤盤中是負(fù)載的情況下，應(yīng)變片會(huì)出現(xiàn)被拉伸的情況，在這種情況下，阻值會(huì)出現(xiàn)增大或者是變小的情況，這樣在電壓經(jīng)過橋式電路以后會(huì)在放大器上進(jìn)行顯示，這樣就能夠?qū)ξ矬w進(jìn)行稱重。

2.2 電磁力式傳感器

通電線圈在永磁鐵的磁場(chǎng)中會(huì)出現(xiàn)切割磁力線運(yùn)動(dòng)的情況，在這種情況下會(huì)產(chǎn)生電磁力。位置傳感器在采集到秤盤中的物體重量以后會(huì)導(dǎo)致杠桿的位置出現(xiàn)變化，在這個(gè)過程中，將會(huì)出現(xiàn)電信號(hào)變化，這樣產(chǎn)生的電磁力要對(duì)物體的重力進(jìn)行平衡。線圈中的電流強(qiáng)度也要和精密電阻的電流強(qiáng)度相等，電阻上電壓值要和物體的重量對(duì)等，這樣就能將物體的重量在顯示器上進(jìn)行顯示。

3 電子天平檢定中需要注意的問題

3.1 如何選取標(biāo)準(zhǔn)砝碼

在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行選擇的時(shí)候，可以是級(jí)砝碼也可以是等砝碼，對(duì)這兩種砝碼的誤差情況有相同要求，在對(duì)級(jí)砝碼進(jìn)行要求的時(shí)候，通常是質(zhì)量允差情況，在對(duì)等砝碼進(jìn)行要求的時(shí)候，通常是等砝碼檢定精度，在對(duì)其出現(xiàn)的誤差進(jìn)行要求的時(shí)候，同時(shí)不能出現(xiàn)荷載下超過百分之三十誤差，同時(shí)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)砝碼的量程也是有更為細(xì)致的要求。

3.2 電子天平的免檢問題

在電子天平免檢方面也是存在著不同情況，在d小于等于1mg的情況下，電子天平是可以免于鑒別，在出現(xiàn)e不等于d的情況下，電子天平也是可以免檢，在電子天平中，數(shù)字指示和半自動(dòng)或者是全自動(dòng)的校準(zhǔn)裝置的天平是可以免檢。

3.3 出具檢定證書應(yīng)規(guī)范化

在對(duì)電子天平及性能檢定完成以后，要根據(jù)實(shí)際檢定的結(jié)果出具檢定證書或者是檢定結(jié)果通知書，這樣能夠更好的對(duì)電子天平的質(zhì)量進(jìn)行保證，同時(shí)對(duì)其使用效果也是能夠進(jìn)行影響。

4 影響電子天平檢定結(jié)果的其他因素

4.1 預(yù)熱

在使用電子天平稱量以前，要對(duì)電子天平進(jìn)行充分的通電預(yù)熱，在出現(xiàn)磁通量和磁鋼達(dá)到熱平衡以后天平才能更好的達(dá)到平衡狀態(tài)，然后利用其回零和去皮的功能將顯示回零，這種情況下的電子天平在使用的時(shí)候才能更好的保證使用的效果。為了避免出現(xiàn)發(fā)熱器對(duì)零件進(jìn)行影響的情況，新研制的電子天平都是將變壓器設(shè)置在天平的外部的，這樣能夠更好的形成一個(gè)獨(dú)立的部分，同時(shí)也能更好的降低熱噪聲對(duì)傳感器進(jìn)行影響，更好的保證天平的使用效果。

4.2 預(yù)壓

在對(duì)電子天平進(jìn)行預(yù)熱以后，要進(jìn)行非常短暫的加載和卸載，這樣能夠更好的對(duì)天平的預(yù)壓情況進(jìn)行測(cè)試，在預(yù)熱完成以后不能立即進(jìn)行稱量。電子天平在長(zhǎng)期的通電預(yù)熱和長(zhǎng)時(shí)間的停止稱量情況下，天平的傳感器也是在一種休眠的狀態(tài)下，因此，簧片也會(huì)在一種長(zhǎng)期休止的情況，在這種情況下對(duì)電子天平進(jìn)行使用，是非常容易出現(xiàn)顯示值不穩(wěn)定情況，同時(shí)在重復(fù)測(cè)量方面也會(huì)出現(xiàn)很多問題。

4.3 校準(zhǔn)

電子天平一般均有內(nèi)部或外部校準(zhǔn)功能，電子天平開機(jī)顯示零，只能說明天平零位穩(wěn)定性合格，不能說明天平稱量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度符合測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。檢定時(shí)應(yīng)按照說明書的操作程序?qū)﹄娮犹炱竭M(jìn)行自校準(zhǔn)，不能看到天平示值為零就可以進(jìn)行稱量。

5 電子天平計(jì)量檢定方法與分析

5.1 靈敏度和鑒別力的檢定

靈敏度是指對(duì)于一個(gè)給定的重量變化，衡器的指示值相應(yīng)能發(fā)生的示值變化。而鑒別力則是表征衡器對(duì)微小載荷的反應(yīng)能力，也即要引起衡器示值有一個(gè)可發(fā)覺的變化需要添加的重量是多少。對(duì)電子天平來(lái)說，鑒別力是一個(gè)有意義的概念，而靈敏度則沒有實(shí)際意義，因此檢定員不要因?yàn)橐?guī)程中將二者列在一起說明而產(chǎn)生誤解。對(duì)使用中的電子天平鑒別力的檢定，通常允許作簡(jiǎn)化處理，即選擇在空載或全載時(shí)處于平衡狀態(tài)的天平上，用質(zhì)量為1.4d 的小砝碼，輕緩地加放在天平上或從其上拿下，此時(shí)原來(lái)的天平示值應(yīng)有變化。

5.2 各載荷點(diǎn)的最大允許誤差的檢定

電子天平的最大允許誤差是指天平的線性度，它與電子天平的準(zhǔn)確度等級(jí)和稱量有關(guān)，其目的是判定電子天平的示值誤差是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。通常，示值誤差（E）由下式來(lái)確定：E=I-I0，I 為天平指示值，I0為標(biāo)準(zhǔn)砝碼的標(biāo)稱值。對(duì)電子天平來(lái)說，這樣計(jì)算示值誤差是不夠嚴(yán)密的。在實(shí)際檢定中，常采用附加小砝碼尋求數(shù)字轉(zhuǎn)換點(diǎn)，來(lái)進(jìn)行湊整計(jì)算的方法。

5.3 重復(fù)性檢定

重復(fù)性是描述電子天平在相同的測(cè)量條件下，對(duì)同一載荷多次稱量結(jié)果之間的差值，是衡量電子天平稱量結(jié)果能否達(dá)到一致的能力。重復(fù)性檢定應(yīng)在空載和加載狀態(tài)下進(jìn)行，其檢定過程及數(shù)據(jù)處理方法按JJG98-90 第45 頁(yè)表18進(jìn)行。對(duì)e≥5d 的電子天平同樣允許省略數(shù)字化整誤差的修正過程而直接用天平示值減去砝碼質(zhì)量值來(lái)計(jì)算重復(fù)性誤差。

5.4 偏載檢驗(yàn)

偏載檢驗(yàn)又稱四角誤差檢驗(yàn)，它是通過將載荷放置在稱盤上不同的位置來(lái)檢驗(yàn)天平提供一致結(jié)果的能力。在實(shí)際檢定工作中，應(yīng)根據(jù)電子天平的使用要求來(lái)確定檢驗(yàn)載荷。

6 結(jié)束語(yǔ)

電子天平經(jīng)過了漫長(zhǎng)的發(fā)展，現(xiàn)在在很多的領(lǐng)域都得到了使用，在使用過程中，電子天平的準(zhǔn)確性和精度是非常高的，但是，在使用過程中也是存在著一些問題的，對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行很好的分析，能夠更好的找到解決的方法，同時(shí)也能更好的促進(jìn)電子天平的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]韓玉芳.電子天平的正確使用與維護(hù)保養(yǎng)[J].中國(guó)計(jì)量，2002.7.

[2]張瑩；電子天平的校準(zhǔn)方法介紹[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2003.4.

[3]李冬梅.淺談電子天平的檢定[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2007.16.

[4]唐圖強(qiáng)，等.電子天平稱量精度探討[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2009.4.

[5]史夢(mèng)遠(yuǎn)，等.電子天平檢定中的問題探討[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備，2011.1.