淺析電子天平原理及常見(jiàn)故障調(diào)修

宋慧霞SONG Hui-xia

（黃岡市計(jì)量檢定測(cè)試所，黃岡 438000）

（Huanggang Metrological Verification Testing Institute，Huanggang 438000，China）

0 引言

電子天平是最新發(fā)展的一類天平，因其具有稱量快捷、使用簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)中。電子天平主要平衡原理是電磁力或者電磁力矩，能準(zhǔn)確可靠、清晰快速的稱量與顯示，一般可以達(dá)到±0.1mg，同時(shí)還具有自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)校準(zhǔn)以及超載保護(hù)等功能。電子天平核心技術(shù)是電子技術(shù)和傳感器，在科技的進(jìn)步下，電子天平的設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜，規(guī)格型號(hào)存在很大的差異，一旦出現(xiàn)故障就會(huì)對(duì)影響各行各業(yè)的正常工作。因此必須了解電子天平的工作原理，并對(duì)其常見(jiàn)的故障進(jìn)行了解，熟知其調(diào)修的方式，進(jìn)一步保證電子天平工作質(zhì)量，延長(zhǎng)其使用壽命。

1 電子天平的主要工作原理

電子天平是天平的一種類型，不同于其他電子秤。電子天平的主要元件是傳感器，其又包括了電磁式傳感器與應(yīng)變片式傳感器。

電磁式傳感器是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，電子天平是通過(guò)其產(chǎn)生的電磁力進(jìn)行平衡輸出，其電磁力公式為：F=BLIsinQ。其中B 是磁感應(yīng)強(qiáng)度，L 是受力導(dǎo)線長(zhǎng)度，I 是電流強(qiáng)度，Q 是通電導(dǎo)體與電磁場(chǎng)形成的夾角，F(xiàn) 為電磁力。電磁式傳感器由磁缸、感應(yīng)線圈、支撐杠桿等組成，磁缸中心有圓柱形磁鐵，內(nèi)部有感應(yīng)線圈，并與支撐杠桿相連。通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁力線運(yùn)動(dòng)，能長(zhǎng)生電磁力。位置傳感器采集電子天平秤盤上的物體，引起杠桿的位置相對(duì)變化，把產(chǎn)生的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)并由伺服放大器的作用，將其加載到線圈上，這樣物體的重力就會(huì)和磁場(chǎng)中產(chǎn)生的電磁力相平衡。通常情況下，通電線圈中的電流強(qiáng)度I 與電阻的電流強(qiáng)度相同，這樣就確定了電阻上的電壓和秤盤上的物體重量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過(guò)對(duì)電壓信號(hào)的采集，并由A/D 數(shù)模轉(zhuǎn)換和微處理器的處理，就可以在顯示器上顯示秤盤上物體的重量。

應(yīng)變片式傳感器主要工作原理是電子天平秤盤上沒(méi)有放任何物體時(shí)，應(yīng)變片阻值相同，通過(guò)橋式電路后輸入到放大器的電壓為零。如果秤盤上放有物體，應(yīng)變片就會(huì)被拉伸或者受壓，其阻值會(huì)根據(jù)實(shí)際情況減小或者增大，在這樣的負(fù)載下經(jīng)過(guò)橋式電路就會(huì)有微小的電壓輸入都放大器。數(shù)值放大后經(jīng)過(guò)微處理器處理顯示出物體的重量。

2 電子天平常見(jiàn)故障調(diào)修

電子天平主要由電源、電磁傳感器、光電傳感器、控制電路、顯示器以及鍵盤組成，由于電子天平工作時(shí)較多的因素干擾，使得其發(fā)生失控，影響系統(tǒng)的正常工作。下文主要對(duì)電子天平的常見(jiàn)故障進(jìn)行分析，并提出了相對(duì)應(yīng)的調(diào)修方法。

2.1 開(kāi)機(jī)自檢出現(xiàn)“CH2”、“-E”在天子天平開(kāi)機(jī)時(shí)，如果出現(xiàn)“CH2”、“-E”的情況，可能是因?yàn)闆](méi)放好秤盤，使得感應(yīng)線圈處于不平衡的位置。如果放好秤盤后仍然出現(xiàn)這樣的情況，可以用手對(duì)秤盤輕輕的按壓，那么感應(yīng)線圈的恢復(fù)力會(huì)使得秤盤重新回到平衡位置。如果感應(yīng)線圈沒(méi)有電源，控制電路就會(huì)失去平衡，導(dǎo)致支撐杠桿彈片斷裂。

2.2 開(kāi)機(jī)無(wú)顯示或者出現(xiàn)一條橫杠 出現(xiàn)開(kāi)機(jī)無(wú)顯示時(shí)，首先應(yīng)該檢查外部用電外界，220V 電源和電子天平專用電源變壓器是否正常，電源插頭是否與天平連接好，天平與PC 或者其他設(shè)備連接時(shí)，沒(méi)有用RS232 電纜燒毀了電子天平控制電路上的CPU。若排除了以上外界的情況，可以打開(kāi)天平的上蓋，檢查是否有異物影響了支撐杠桿，彈簧片是否變形嚴(yán)重，甚至是斷裂。如果使用不注意，磁缸內(nèi)部可能會(huì)有微粒粉塵掉入，使得感應(yīng)線圈無(wú)法靈活地活動(dòng)。

2.3 不穩(wěn)定、不回零 在使用過(guò)程中，如果電子天平出現(xiàn)不穩(wěn)定、不回零的情況，可能是①對(duì)天平預(yù)熱的時(shí)間不夠，使得天平溫度和濕度沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，有氣流產(chǎn)生；②應(yīng)該檢查被稱量的物體或者容器本身的溫度濕度變化，本身是否帶有磁性物質(zhì)或者靜電；③電子天平秤盤屏蔽環(huán)安裝不正確，也會(huì)使得天平工作不穩(wěn)定，重復(fù)性差；④檢查控制電路是否工作正常；⑤稱重傳感器工作是否有異常。

2.4 無(wú)法執(zhí)行外校 電子天平無(wú)法執(zhí)行外校，可能是①天平擺放的位置不穩(wěn)定；②天平操作沒(méi)有正確的設(shè)置菜單；③天平秤盤上放置有一定的重物；④天平零點(diǎn)偏移，需要重新調(diào)校。

2.5 天平無(wú)法執(zhí)行內(nèi)校準(zhǔn) 在使用電子天平過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)天平無(wú)法執(zhí)行內(nèi)校準(zhǔn)的情況，除了天平不具備這項(xiàng)功能外，還有的可能是①天平擺放不穩(wěn)定；②天平操作沒(méi)有設(shè)置正確的菜單；③秤盤上放有一定的重物；④天平砝碼沒(méi)有抬起，這項(xiàng)故障與外校準(zhǔn)相似。

2.6 天平四角誤差較大 天平四角如果出現(xiàn)較大的誤差，①首先應(yīng)該檢查傳感器的彈簧片是否出現(xiàn)變形；②調(diào)整傳感器的螺母，傳感器左右對(duì)稱，螺母被調(diào)整后也可以相互對(duì)稱?？梢哉{(diào)整左右誤差，以順逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)兩個(gè)螺母，在調(diào)整過(guò)程中用規(guī)定的砝碼對(duì)左右螺母誤差進(jìn)行不斷的測(cè)量，直到誤差滿足為止。然后調(diào)整前后誤差，和左右調(diào)整相似。兩方面調(diào)整完成后，再對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以保證四角誤差較小。

2.7 天平線性差 ①天平四角誤差較大；②稱重傳感器是否工作異常；③重新校準(zhǔn)線性。

2.8 顯示“L”在使用過(guò)程中，如果顯示器顯示“L”，①可能是沒(méi)有放秤盤；②如果最大稱量值的重物也顯示“L”，那可能就是稱重傳感器或者控制電路的問(wèn)題；③在向天平逐漸放上重物的過(guò)程中，“L”會(huì)慢慢消失，那么稱重傳感器就沒(méi)有問(wèn)題，重新調(diào)整校準(zhǔn)零點(diǎn)即可。

2.9 稱重使顯示“H”①預(yù)負(fù)載值超差，需要重新調(diào)整；②秤盤上需要稱量的重物超過(guò)了天平稱量允許的最大值；③帶有內(nèi)校功能的天平內(nèi)校砝碼沒(méi)有抬起；④電子天平零點(diǎn)偏移，需要重新調(diào)整。

2.10 天平無(wú)法與PC 通訊 當(dāng)電子天平無(wú)法與PC 進(jìn)行通訊時(shí)，檢查①天平與PC 連接電纜是否有問(wèn)題；②天平如果處于BPI 接口，需要設(shè)置為SBI 接口；③天平與PC接口參數(shù)沒(méi)有設(shè)置正確。

2.11 無(wú)法稱到滿載 這種情況與天平無(wú)法回零相似，可能是因?yàn)樾⌒盘?hào)輸入范圍發(fā)生了變化。按照無(wú)法回零的方式如果不能找到問(wèn)題，就先檢查供電電源、A/D 電路是否正常，再檢查稱重傳感器的輸出。

2.12 天平工作時(shí)反應(yīng)較小甚至沒(méi)有反應(yīng) 出現(xiàn)這樣的情況，可能是①連接傳感器線圈的金線斷裂；②傳感器線圈出現(xiàn)了短路；③控制電路存在一定的問(wèn)題。

2.13 維護(hù)保養(yǎng) 電子天平使用完后需要及時(shí)的清掃天平內(nèi)外，定期用酒精或者丙酮擦洗秤盤及防風(fēng)罩，以保證玻璃門能正常開(kāi)關(guān)。

3 總結(jié)

本文主要對(duì)電子天平的主要原理和常見(jiàn)的故障進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的調(diào)修方法，這對(duì)電子天平的使用、檢測(cè)、維修保養(yǎng)有重要的意義。因此在使用電子天平時(shí)，要學(xué)會(huì)常見(jiàn)故障的鑒定，并及時(shí)給予維修，保證電子天平的正常工作。

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