電子天平的稱(chēng)重原理及選購天平的4個(gè)性能指標

　　電子天平的稱(chēng)重原理簡(jiǎn)述：

　　與其他種類(lèi)的天平不同，電子天平應用了現代電子控制技術(shù)進(jìn)行稱(chēng)量，無(wú)論采用何種控制方式和電路結構，其稱(chēng)量依據都是電磁力平衡原理。其特點(diǎn)是稱(chēng)量準確可靠，顯示快速清晰并且具有自動(dòng)檢測系統、簡(jiǎn)便的自動(dòng)校準裝置和超載保護等裝置。

　　電子天平的重要特點(diǎn)是在測量被測物體的質(zhì)量時(shí)不用測量砝碼的重力，而是采用電磁力與被測物體的重力相平衡的原理來(lái)測量的。秤盤(pán)通過(guò)支架連桿與線(xiàn)圈連接，線(xiàn)圈置于磁場(chǎng)內。在稱(chēng)量范圍內時(shí)，被測重物的重力mg通過(guò)連桿支架作用于線(xiàn)圈上，這時(shí)在磁場(chǎng)中若有電流通過(guò)，線(xiàn)圈將產(chǎn)生一個(gè)電磁力F，方向向上，可用下式表示：F=KBLI

　　其中K為常數(與使用單位有關(guān))，B為磁感應強度，L為線(xiàn)圈導線(xiàn)的長(cháng)度，I為通過(guò)線(xiàn)圈導線(xiàn)的電流強度。電磁力F和秤盤(pán)上被測物體重力mg大小相等、方向相反而達到平衡，同時(shí)在彈性簧片的作用下使秤盤(pán)支架回復到原來(lái)的位置。即處在磁場(chǎng)中的通電線(xiàn)圈，流經(jīng)其內部的電流I與被測物體的質(zhì)量成正比，只要測出電流I 即可知道物體的質(zhì)量m。

　　若稱(chēng)盤(pán)上的加上或除去被稱(chēng)物時(shí)，天平則產(chǎn)生不平衡狀態(tài)，通過(guò)位置檢測器檢測到線(xiàn)圈在磁鋼中的瞬態(tài)位移，經(jīng)PID調節器和前置放大器產(chǎn)生一個(gè)變化量輸出，經(jīng)過(guò)一系列處理使流經(jīng)線(xiàn)圈的電流發(fā)生變化，這樣使電磁力也隨之變化并與被測物相抵消從而使線(xiàn)圈回到原來(lái)的位置，達到新的平衡狀態(tài)。這就是電子天平的電磁力自動(dòng)補償電路原理。電流的變化則通過(guò)數字顯示出被稱(chēng)物體的質(zhì)量。

　　天平在使用過(guò)程中，其傳感器和電路在工作過(guò)程中受溫度影響，或傳感器隨工作時(shí)間變化而產(chǎn)生的某些參數的變化，以及氣流、振動(dòng)、電磁干擾等環(huán)境因素的影響，都會(huì )使電子天平產(chǎn)生漂移，造成測量誤差。其中，氣流、振動(dòng)、電磁干擾等環(huán)境溫度的影響可以通過(guò)對電子天平的使用條件加以約束，將其影響程度減小到最低限度。而溫漂主要是來(lái)自環(huán)境溫度的影響和天平內部的自身影響，其形成的原因復雜，產(chǎn)生的漂移大，必須加以抑制。

　　選購電子天平的4個(gè)性能指標

　　簡(jiǎn)單的說(shuō)，選購天平是，關(guān)鍵注重天平設計與使用中的4個(gè)性能指標：穩定性、靈敏性、正確性、不變性。

　　1 天平的穩定性

　　天平的穩定性，就是指天平在其受到擾動(dòng)后，能夠自動(dòng)回到它們的初始平衡位置的能力。就拿BL-P 系列精密天平來(lái)說(shuō)，其平衡位置總是通過(guò)模擬指示或數字指示的示值來(lái)表現的，所以，一旦對電子天平施加某一瞬時(shí)的干擾，雖然示值發(fā)生了變化，但干擾消除后，天平又能回復到原來(lái)的示值，則我們稱(chēng)該電子天平是穩定的。一臺電子天平，其天平的穩定性是天平可以使用的首要判定條件，不具備天平穩定性的電子天平根本不能使用。

　　2 天平的靈敏性

　　天平的靈敏性，就是天平能覺(jué)察出放在天平衡量盤(pán)上的物體質(zhì)量改變量的能力。天平的靈敏性，可以通過(guò)角靈敏度，或線(xiàn)靈敏度，或分度靈敏度，或數字(分度)靈敏度來(lái)表示。對于電子天平，主要是通過(guò)分度靈敏度，或數字(分度)靈敏度來(lái)表示的。天平能覺(jué)察出來(lái)的質(zhì)量改變量越小，則說(shuō)明天平越靈敏，可見(jiàn)對于電子天平來(lái)說(shuō)，天平的靈敏度依然是判定天平優(yōu)劣的重要性能之一。

　　3 天平的正確性

　　天平的正確性，就是天平示值的正確性，它表示天平示值接近(約定)真值的能力;從誤差角度來(lái)看，天平的正確性，就是反映天平示值的系統誤差大小的程度。

　　對于杠桿式天平，天平的正確性主要表現在天平臂比的正確性。但是，無(wú)論是機械天平，還是電子天平，天平的正確性還表現在天平的模擬標尺或數字標尺的示值正確性，以及由于在天平衡量盤(pán)上各點(diǎn)放置載荷時(shí)的示值正確性。

　　4 天平示值的不變性

　　天平示值的不變性，是指天平在相同條件下，多次測定同一物體，所得測定結果的一致程度。

　　對于電子天平，依然有天平示值的不變性，比如對電子天平重復性，再現性的控制，對電子天平零位及回零誤差的控制，對電子天平空載或加載時(shí)，天平在規定時(shí)間(比如加載4小時(shí))的天平示值漂移的控制。