電子天平的稱重原理及選購天平的4個(gè)性能指標(biāo)

　　電子天平的稱重原理簡述：

　　與其他種類的天平不同，電子天平應(yīng)用了現(xiàn)代電子控制技術(shù)進(jìn)行稱量，無論采用何種控制方式和電路結(jié)構(gòu)，其稱量依據(jù)都是電磁力平衡原理。其特點(diǎn)是稱量準(zhǔn)確可靠，顯示快速清晰并且具有自動(dòng)檢測系統(tǒng)、簡便的自動(dòng)校準(zhǔn)裝置和超載保護(hù)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測量的。秤盤通過支架連桿與線圈連接，線圈置于磁場內(nèi)。在稱量范圍內(nèi)時(shí)，被測重物的重力mg通過連桿支架作用于線圈上，這時(shí)在磁場中若有電流通過，線圈將產(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(shù)(與使用單位有關(guān))，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，L為線圈導(dǎo)線的長度，I為通過線圈導(dǎo)線的電流強(qiáng)度。電磁力F和秤盤上被測物體重力mg大小相等、方向相反而達(dá)到平衡，同時(shí)在彈性簧片的作用下使秤盤支架回復(fù)到原來的位置。即處在磁場中的通電線圈，流經(jīng)其內(nèi)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。

　　若稱盤上的加上或除去被稱物時(shí)，天平則產(chǎn)生不平衡狀態(tài)，通過位置檢測器檢測到線圈在磁鋼中的瞬態(tài)位移，經(jīng)PID調(diào)節(jié)器和前置放大器產(chǎn)生一個(gè)變化量輸出，經(jīng)過一系列處理使流經(jīng)線圈的電流發(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圈回到原來的位置，達(dá)到新的平衡狀態(tài)。這就是電子天平的電磁力自動(dòng)補(bǔ)償電路原理。電流的變化則通過數(shù)字顯示出被稱物體的質(zhì)量。

　　天平在使用過程中，其傳感器和電路在工作過程中受溫度影響，或傳感器隨工作時(shí)間變化而產(chǎn)生的某些參數(shù)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。而溫漂主要是來自環(huán)境溫度的影響和天平內(nèi)部的自身影響，其形成的原因復(fù)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(biāo)

　　簡單的說，選購天平是，關(guān)鍵注重天平設(shè)計(jì)與使用中的4個(gè)性能指標(biāo)：穩(wěn)定性、靈敏性、正確性、不變性。

　　1 天平的穩(wěn)定性

　　天平的穩(wěn)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 系列精密天平來說，其平衡位置總是通過模擬指示或數(shù)字指示的示值來表現(xiàn)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(fù)到原來的示值，則我們稱該電子天平是穩(wěn)定的。一臺電子天平，其天平的穩(wěn)定性是天平可以使用的首要判定條件，不具備天平穩(wěn)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，就是天平能覺察出放在天平衡量盤上的物體質(zhì)量改變量的能力。天平的靈敏性，可以通過角靈敏度，或線靈敏度，或分度靈敏度，或數(shù)字(分度)靈敏度來表示。對于電子天平，主要是通過分度靈敏度，或數(shù)字(分度)靈敏度來表示的。天平能覺察出來的質(zhì)量改變量越小，則說明天平越靈敏，可見對于電子天平來說，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;從誤差角度來看，天平的正確性，就是反映天平示值的系統(tǒng)誤差大小的程度。

　　對于杠桿式天平，天平的正確性主要表現(xiàn)在天平臂比的正確性。但是，無論是機(jī)械天平，還是電子天平，天平的正確性還表現(xiàn)在天平的模擬標(biāo)尺或數(shù)字標(biāo)尺的示值正確性，以及由于在天平衡量盤上各點(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(jié)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(fù)性，再現(xiàn)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(guī)定時(shí)間(比如加載4小時(shí))的天平示值漂移的控制。