電子天平稱量示值超差的原因及維護(hù)

【摘 要】作為電子天平日常管理的重要環(huán)節(jié)，檢修維護(hù)對于保證電子天平稱量準(zhǔn)確性具有重要作用。電子天平具有高靈敏度、方便操作、性能可靠、稱量簡便等優(yōu)勢，在推動(dòng)稱量技術(shù)發(fā)展方面發(fā)揮了巨大作用。本文首先介紹了電子天平稱量示值超差的原因，然后具體探討了電子天平的維護(hù)措施，以期為相關(guān)技術(shù)與研究人員提供參考。

【關(guān)鍵詞】電子天平 稱量 超差 維護(hù)

作為當(dāng)前工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要工具，電子天平是一種利用先進(jìn)電子控制技術(shù)實(shí)施稱量的儀器，其基本工作原理為電磁平衡原理。在實(shí)際應(yīng)用電子天平過程中，大量因素會(huì)對稱量過程產(chǎn)生影響，這在一定程度上影響了電子天平的應(yīng)用范圍。因此，加強(qiáng)有關(guān)電子天平稱量示值超差原因及維護(hù)的探討，對于改善電子天平維護(hù)質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1電子天平稱量示值超差原因

1.1溫度變化

溫度變化影響是指電磁力平衡式傳感器的溫度變化所產(chǎn)生的干擾。造成電磁力平衡時(shí)傳感器溫度變化的原因既可能是來自于外部環(huán)境溫度變化，也可能是過流原件超熱引發(fā)的傳感器溫度變化。在使用電子天平時(shí)，電磁力的主要作用是控制天平平衡。然而，若天平處于預(yù)熱階段，則對應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度和流經(jīng)導(dǎo)線的電流強(qiáng)度會(huì)出現(xiàn)不同程度的降低，進(jìn)而造成電磁力減小。此種狀況下，天平常會(huì)喪失平衡，示值朝向正的單方向移動(dòng)。

為保證天平準(zhǔn)確稱量，在使用天平前應(yīng)進(jìn)行充足預(yù)熱。隨后要點(diǎn)擊去皮/置零功能，使顯示歸零，才可正常使用。在此過程中，為防止電子原件發(fā)熱引發(fā)干擾，當(dāng)前的電子天平變壓器可移至天平外部，以作為一個(gè)獨(dú)立模塊進(jìn)行處理。此外，當(dāng)前使用的電子天平并未設(shè)置電源開關(guān)，正常使用時(shí)，應(yīng)盡量避免多次插拔電源，特別是對一些精度要求較高的天平，應(yīng)保證其一直處于電源通電即預(yù)熱狀態(tài)。[1]

1.2重力加速度

電子天平工作時(shí)，主要利用電磁力平衡式傳感器完成北側(cè)質(zhì)量重力與電流信號(hào)的轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換效果將直接受到重力加速度的影響，而重力加速度與使用區(qū)域緯度、海拔高度、地殼密度等天平使用環(huán)境密切相關(guān)。如在地面采用100砝碼進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)呈現(xiàn)的稱量結(jié)果若為100.0000，則在25m的高處進(jìn)行稱量時(shí)，稱量結(jié)果可能為99.9989。所以為減少重力加速度對天平稱量準(zhǔn)確性的干擾，在使用時(shí)需對外部使用環(huán)境各項(xiàng)因素進(jìn)行控制。

1.3靜電

靜電對微量、半微量和分析天平都會(huì)產(chǎn)生不同程度的干擾，稱量容器與樣品若產(chǎn)生靜電，會(huì)造成天平顯示值較長時(shí)間不準(zhǔn)確，難以穩(wěn)定顯示精確的稱量結(jié)果。若同種樣品與容器，在多次稱量過程中顯示的稱量結(jié)果均有差異，則表示其可靠性較差。為避免產(chǎn)生靜電，可將一根專用接地線引入電源插座接地端。

2電子天平維護(hù)措施

2.1天平預(yù)熱

當(dāng)天平進(jìn)入預(yù)熱階段后，天平內(nèi)部溫度會(huì)不斷增加，磁通量會(huì)逐漸減小，此時(shí)，流經(jīng)線圈的電流也會(huì)不斷減小，此時(shí)電磁力減小，天平容易失去平衡。只有通過充足預(yù)熱，使磁鋼完成熱平衡，此種干擾才能降到最小，天平平衡預(yù)熱過程才可結(jié)束。除保證天平長時(shí)間通電外，還應(yīng)采用天平的置零功能，保證天平處于回零狀態(tài)。對于使用時(shí)間較長的電子天平，無需斷開電源，尤其是高精度天平，需長期通電以使其處于預(yù)熱狀態(tài)。普通天平預(yù)熱時(shí)間為0.5h，對于實(shí)際分度值在0.01mg或進(jìn)行計(jì)量檢定的電子天平，預(yù)熱時(shí)間應(yīng)在5h以上，對實(shí)際分度值在0.001mg左右的微量和超微量電子天平，應(yīng)保證預(yù)熱時(shí)間不低于24小時(shí)；而對于正常使用中的天平，預(yù)熱持續(xù)時(shí)間可依據(jù)使用情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。[2]

2.2運(yùn)動(dòng)天平

當(dāng)電子天平完成預(yù)熱后，不應(yīng)即可實(shí)施稱量，應(yīng)進(jìn)行短時(shí)間的加載、卸載，完成運(yùn)動(dòng)天平過程。電子天平傳感器一般采用9或11片簧片組成的彈性支承體制作，天平傳感器即利用這類簧片實(shí)施力傳遞，使天平利用平衡-失衡-再平衡過程實(shí)現(xiàn)稱量。若天平長時(shí)間不進(jìn)行稱量，天平傳感器也會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)，此時(shí)恢復(fù)性能較差，若進(jìn)行稱量則必定會(huì)造成天平加載后回零較差，示值穩(wěn)定性較差。運(yùn)動(dòng)天平是指用與天平最大稱量砝碼相當(dāng)?shù)奈矬w加載至秤盤上，隨后再卸載，重復(fù)進(jìn)行10次以上，以促使傳感器簧片轉(zhuǎn)變至工作狀態(tài)。

對正常使用的天平，若實(shí)際分度值在0.1mg以上，則可不進(jìn)行加卸載或減少加卸載次數(shù)，回零后便可實(shí)施稱量；對實(shí)際分度值在0.01mg以下的半微量、微量與超微量天平，如果其在30分鐘以上均未中止工作，則在重新稱量前應(yīng)進(jìn)行短期的加卸載運(yùn)動(dòng)天平。

2.3使用環(huán)境

（1）避免震蕩，做好防震保護(hù)。若為流水線電子天平，因環(huán)境要求難以避免生產(chǎn)設(shè)備等震源的，可設(shè)置對應(yīng)的可移動(dòng)電子天平稱量臺(tái)；若為天平稱量室，則可選擇噪聲相對較小的房間，并安置專用實(shí)驗(yàn)室天平稱量臺(tái)。

（2）應(yīng)選擇無陽光直射的天平稱量室，或采用有效遮光措施，如安置窗簾等。

（3）確保環(huán)境溫度穩(wěn)定在20℃左右，工作環(huán)境濕度應(yīng)控制在45%～75%左右；工作環(huán)境內(nèi)應(yīng)避免有腐蝕性氣體，在稱量腐蝕性或易揮發(fā)物品時(shí)，應(yīng)將其放置在密閉容器內(nèi)，以防止電子天平損壞；對流水線上使用的電子天平，應(yīng)在每次消毒期間將其撤至封閉的消毒環(huán)境，且應(yīng)注意層流氣流對天平的干擾，若情況允許，應(yīng)在天平外安設(shè)恰當(dāng)?shù)姆里L(fēng)罩。

（4）由于高強(qiáng)電磁場等會(huì)影響電子天平稱量準(zhǔn)確性，所以不管是在流水線車間還是天平稱量室，電子天平均應(yīng)選用獨(dú)立電源，且應(yīng)選擇穩(wěn)壓源，以確保供電的穩(wěn)定性。[3]

（5）在使用開機(jī)前，應(yīng)先檢查天平水平儀內(nèi)的水泡是否處于圓環(huán)中央，若不符合要求，應(yīng)利用天平地腳螺栓將其調(diào)節(jié)水泡至水平儀圓環(huán)中央。

3結(jié)語

稱量的準(zhǔn)確性將直接影響電子天平的正常使用與運(yùn)行質(zhì)量，因此，相關(guān)技術(shù)與研究人員應(yīng)加強(qiáng)有關(guān)電子天平稱量示值超差原因與維護(hù)的研究，總結(jié)提升電子天平稱量準(zhǔn)確性的措施，以逐步提升電子天平應(yīng)用水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊光，王金花.淺談電子天平的維修與保養(yǎng)[J].科技風(fēng)，2011，13（14）：74-75.

[2]郭素芬.電子天平校準(zhǔn)及維護(hù)[J].品牌與標(biāo)準(zhǔn)化，2010，06（10）：61-62.

[3]丁誠.電子天平的正確使用與維護(hù)[J].工業(yè)計(jì)量，2012，05（35）：57-58.

作者簡介：蘇秀梅，女，山西太原人，學(xué)歷：大學(xué)，研究方向：計(jì)量技術(shù)。