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电子天平的结构、原理和校准方法

(一)电子天平结构

1. 秤盘
秤盘多为金属材料制成 , 安装在电子天平的传感器上 , 是天平进行称量的承受装置。它具有一定的几何形状和厚度 ,以圆形和方形的居多。使用中应注意卫生清洁 , 更不要随意掉换秤盘。

2. 传感器
传感器是电子天平的关键部件之一 , 由外壳、磁钢、极靴和线圈等组成 , 装在秤盘的下方。它的精度很高也很灵敏。应保持天平称量室的清洁, 切忌称样时撒落物品而影响传感器的正常工作。

3.位置检测器
位置检测器是由高灵敏度的远红外发光管和对称式光敏电池组成的。它的作用是将秤盘上的载荷转变成电信号输出。

4. PID 调节器
PID( 比例、积分、微分 ) 调节器的作用 , 就是保证传感器快速而稳定地工作。

5.功率放大器
其作用是将微弱的信号进行放大 , 以保证天平的精度和工作要求。

6.低通滤波器
它的作用是排除外界和某些电器元件产生的高频信号的干扰 , 以保证传感器的输出为一恒定的直流电压。
7.模数 (A/D) 转换器
它的优点在于转换精度高 , 易于自动调零能有效地排除干扰 , 将输入信号转换成数字信号。

8.微计算机
它是电子天平的数据处理部件 , 它具有记忆、计算和查表等功能 。

9. 显示器
现在的显示器基本上有两种 : 一种是数码管的显示器 ; 另一种是液晶显示器。它们的作用是将输出的数字信号显示在显示屏幕上。

10.机壳
其作用是保护电子天平免受到灰尘等物质的侵害 , 同时也是电子元件的基座等。

11.气泡平衡仪(水平仪)
作用是便于工作中有效的判断天平水平位置。

12. 底脚
电子天平的支撑部件 , 同时也是电子天平水平的调节部件 。

(二)电子天平基本工作原理

人们把用电磁力平衡来称物体质量的天平称之为电子天平。它有如下特点:
1.性能稳定,灵敏度高,寿命长, 操作简便.
2.称量速度快,精度高.
3.有快捷的内校或外校功能。
4.智能化高.
5.量程,精度可变化
6.由对外连接端口,可进行数据传输,提高工作自动化。

电子天平实际上是测量地球对放在称盘上的物体的引力即重力的仪器,它是利用电磁力平衡的原理进行设计的。根据电磁力公式F=BILsinθ,由于传感器设计好后,其感应线圈的规格尺寸已固定,所以其B、L均已固定,而θ为90°,故sinθ=1,因此,F的大小与流过导线的电流强度I 成对应关系。
天平空载时,电磁传感器处于平衡状态,加载后,感应线圈的位置发生改变,光电传感器中的光敏三极管所接收的光线强度改变,其输出电流也改变,该变化量经微处理器处理后,控制电磁线圈的电流大小,使电磁传感器重新处于平衡状态,同时,微处理器将电磁线圈的电流变化量转变为数字信号,在显示屏上显示出来。

(三)为什么校准电子天平

电子天平实际上是测量地球对放在称盘上的物体的引力即重力的仪器, 而由于地球径纬度的不同,各地的重力加速度(g~9.8m2/s)并不相同, 在使用当地其称量准确度取决于是否进行了正确的校正和校正砝码的精度,假如您发现在广州经校正好的天平, 在当地称重有一定误差, 这并不表示天平有任何故障,请按各型号电子天平说明书上介绍的方法用计量部门认可的标准砝码进行校正, 即可进行准确称量。

校准方法

存贮器EEPROM,用来存贮校准砝码值。这个值对于有无内装砝码天平都是一样的,区别只在于校准时是否需要另加砝码。首先,重量W=mg。各地g不同,因此相同质量的物体在不同地点的重量显示不同。因此天平使用地点变化天平便需要进行校准,以消除重力加速度g的影响。天平校准时,天平内的CPU微处理器进行计算分析,然后将标准砝码的重量值转换成二进制编码,贮存在EEPROM中。当我们进行称量时,被称量物体放在称盘上,CPU也进行同样的计算,再将计算出的结果与EEPROM中的校准参数进行比较,得出被称物体的重量。

(四)电子天平使用步骤及注意事项

1. 清扫天平。
2. 水平调节。已处于水平状态,故请勿移动天平。
3. 预热。天平右上角有“0”或左下角有“0”符号,表示天平处于关机或待机状态,故学生不必等待预热时间。
4. 按“ON/OFF”键开启天平,进行自检。
5. (BP221S,DENVER-TB214)内校准。按“TARE”清零,再按“CAL/CF”进行内校准,至显示“0.0000”,校准完毕,如有必要,反复几次。
(BS210S)外校准。按“TARE”清零,再按“CAL”键,显示“CAL+200.0000”,将200g标准砝码置于秤盘中央,显示“+200.0000g”取下砝码,显示为零。若必要,反复几次。
6.进行称量与去皮称量。按“TARE”键清零,置被称容器于秤盘上,天平显示容器质量;按“TARE”键去皮重,天平显示零,将被称物小心加入容器中直至达到所需质量,所显示的值即为被称物的净质量。
7. 按“ON/OFF”键关闭显示器,清扫天平,罩好天平罩。

注意:
a. 勿拔下天平电源插头。
b. 读数时应关好天平门。
c. 勿直接称量热的容器或样品。
d. 勿将药品洒落在内。