,但精度有限
。
在2009年前不能做到很高精度;電容式傳感器稱量速度快,性價比較高,但也不能達(dá)到很高精度;采用電磁平衡傳感器的電子天平。其特點是稱量準(zhǔn)確可靠、顯示快速清晰并且具有自動檢測系統(tǒng)、簡便的自動校準(zhǔn)裝置以及超載保護(hù)等裝置。
分類
一、電子天平及其分類按電子天平的精度可分為以下幾類
1、超微量電子天平:超微量天平的大稱量是2至5g,其標(biāo)尺分度值小于(大)稱量的10-6,如Mettler的UMT2型電子天平等屬于超微量電子天平。
2、微量天平:微量天平的稱量一般在3至50g,其分度值小于(大)稱量的10-5,如Mettler的AT21型電子天平以及Sartoruis的S4型電子天平。
3、半微量天平:半微量天平的稱量一般在20至100g,其分度值小于(大)稱量的10-5,如Mettler的AE50型電子天平和Sartoruis的M25D型電子天平等均屬于此類。
4、常量電子天平:此種天平的大稱量一般在100至200g,其分度值小于(大)稱量的10-5,如Mettler的AE200型電子天平和Sartoruis的A120S、A200S型電子天平均屬于常量電子天平。
5、分析天平:其實電子分析天平,是常量天平、半微量天平、微量天平和超微量天平的總稱。
6、 精密電子天平:這類電子天平是準(zhǔn)確度級別為Ⅱ級的電子天平的統(tǒng)稱。
校準(zhǔn)
關(guān)于電子天平的校正方法(使用前一定要仔細(xì)閱讀說明書),在檢定(測試)中我們發(fā)現(xiàn),對天平進(jìn)行計量測試時誤差較大,究其原因,相當(dāng)一部分儀器
,在較長的時間間隔內(nèi)未進(jìn)行校準(zhǔn)
,而且認(rèn)為天平顯示零位便可直接稱量。(需要指出的是
,電子天平開機(jī)顯示零點
,不能說明天平稱量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度符合測試標(biāo)準(zhǔn),只能說明天平零位穩(wěn)定性合格
。因為衡量一臺天平合格與否
,
還需綜合考慮其它技術(shù)指標(biāo)的符合性)。因存放時間較長,位置移動,環(huán)境變化或為獲得測量,天平在使用前一般都應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)操作。校準(zhǔn)方法分為內(nèi)校準(zhǔn)和外校準(zhǔn)兩種。德國生產(chǎn)的賽多利斯,瑞士產(chǎn)的梅特勒,上海產(chǎn)的“JA”等系列電子天平均有校準(zhǔn)裝置。如果使用前不仔細(xì)閱讀說明書很容易忽略“校準(zhǔn)”操作,造成較大稱量誤差。下面以上海天平儀器廠JA1203型電子天平為例說明如何對天平進(jìn)行外校準(zhǔn)。方法:輕按CAL鍵當(dāng)顯示器出現(xiàn)CAL-時,即松手,顯示器就出現(xiàn)CAL-100其中“100”為閃爍碼,表示校準(zhǔn)砝碼需用100g的標(biāo)準(zhǔn)砝碼。此時就把準(zhǔn)備好“100g”校準(zhǔn)砝碼放上稱盤,顯示器即出現(xiàn)"----"等待狀態(tài),經(jīng)較長時間后顯示器出現(xiàn)100.000g,拿去校準(zhǔn)砝碼,顯示器應(yīng)出現(xiàn)0.000g,若出現(xiàn)不是為零,則再清零,再重復(fù)以上校準(zhǔn)操作(注意:為了得到準(zhǔn)確的校準(zhǔn)結(jié)果好重復(fù)以上校準(zhǔn)操作步驟兩次)。以瑞士MettlerToledo AG系列電子天平為例說明如何進(jìn)行天平內(nèi)校準(zhǔn)。方法如下:天平置零位,然后持續(xù)按住“CAL”鍵直到CAL int出現(xiàn)為止,下述情況將在校準(zhǔn)時顯示:天平置零
、內(nèi)部校準(zhǔn)砝碼裝載完畢、天平重新檢查零位
、天平報告校準(zhǔn)過程
、天平報告校準(zhǔn)完畢、天平自動回復(fù)到稱重狀態(tài)
。1
、有的人認(rèn)為在電子天平量程范圍內(nèi)稱量的物體越重對天平的損害也就越大。這種認(rèn)識是不*正確的
。一般
衡器大安全載荷是它所能夠承受的、不致使其計量性能發(fā)生永性改變的大靜載荷。由于電子天平采用了電磁力自動
補(bǔ)償電路原理,當(dāng)
秤盤加載時(注意不要超過稱量范圍),電磁力會將秤盤推回到原來的平衡位置,使電磁力與被稱物體的重力相平衡
,只要在允許范圍內(nèi)稱量大小對天平的影響是很小的
,不會因長期稱重而影響電子天平的準(zhǔn)確度。
選購
如何選擇電子天平?選擇電子天平應(yīng)該從電子天平的精度(分度值e)上去考慮是否符合稱量的精度要求
。如選0.1mg精度的天平或0.01mg精度的天平,切忌不可籠統(tǒng)地說要萬分之一或十萬分之一精度的天平
,因為國外有些
廠家是用相對精度來衡量天平的,否則買來的天平無法滿足用戶的需要。例如在實際工作中遇到這樣一個情況
,用一臺實際標(biāo)尺分度值d為1mg
,檢定標(biāo)尺分度值e為10mg,大稱量為200g的Mettler電子天平
,用來稱量7mg的物體
,這樣是不能得出準(zhǔn)確結(jié)果的:在《JJG98-90非自動天平試行檢定規(guī)程》中規(guī)定,大允許誤差與檢定標(biāo)尺分度值“e”為同一數(shù)量級
,此臺天平的大允許誤差為1e
,顯然不能稱量7mg的物體;稱量15mg的物體用此類天平也不是
好選擇,因為其測試結(jié)果的相對誤差會很大,應(yīng)選擇更高一級的天平,有的廠家在出廠時已規(guī)定了小稱量的數(shù)值
。因此我們在選購及使用電子天平時必須考慮精度等級。⑵對稱量范圍的要求:選擇電子天平除了看其精度
,還應(yīng)看大稱量是否滿足量程的需要
。通常取大載荷加少許保險系數(shù)即可
,也就是常用
載荷再放寬一些即可,不是越大越好。
結(jié)構(gòu)原理
衡器儀表是指電子衡器中顯示被稱物的質(zhì)量和稱量狀態(tài)的儀表,也叫稱重顯示器。電子衡器儀表原為模擬指示式
,由誤差放大器
、可逆電機(jī)、平衡電橋
、激勵電源
、度盤和指針等部分組成,按自動平衡電子電位差計原理工作
。它稱量速度慢
,功能單一,準(zhǔn)確度低
,現(xiàn)已基本被淘汰?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">,F(xiàn)用稱重顯示器為數(shù)字顯示式。
電子衡器儀表的構(gòu)成
數(shù)字顯示式衡器儀表的品種很多,圖1所示是其中的一種。數(shù)顯器接受處理的是稱重傳感器輸出的電信號
。電信號有模擬量也有數(shù)字量,常見的是幾至幾十毫伏的模擬電壓
。數(shù)顯器的電路原理如圖2所示
。激勵電源供給稱重傳感器工作電源,同時供給A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換單元
基準(zhǔn)電壓,其穩(wěn)定度一般在0.1%以上。放大單元通常采用測量放大器結(jié)構(gòu)
,接受、放大稱重傳感器的信號
。放大倍數(shù)一般為數(shù)百倍
。濾波單元濾掉從機(jī)外混入的和放大器自身產(chǎn)生的電噪聲。A/D轉(zhuǎn)換單元把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,轉(zhuǎn)換位數(shù)通常取二進(jìn)制數(shù)14位以上
。數(shù)據(jù)處理單元是以微處理器為核心
,使用外圍支持芯片組成的,它在程序的控制下完成采集數(shù)據(jù)
、運算
、存貯等一系列操作,處理結(jié)果送到相應(yīng)接口上
。顯示單元以數(shù)字或文字
、圖表等形式顯示出稱量值和稱量狀態(tài),并可通過接口與外部設(shè)備聯(lián)絡(luò)。
數(shù)顯衡器儀表的性能包括計量性能 、功能
、環(huán)境適應(yīng)能力、安全性和可靠性5個方面
。與通用的數(shù)字衡器稱重儀表相比,數(shù)顯器具有5個特點:①自帶傳感器激勵電源
,使用方便;②采用比率型A/D轉(zhuǎn)換和倍頻技術(shù),計量性能中的長期穩(wěn)定性好;水分測量儀,紅外線水分儀
,水分測定儀
,水分測試儀,水分檢測儀
,水分測試儀
,含水率測試儀,③軟件能真切地仿真振動
、空秤變動
、物料落差等稱量特征,顯示快
、準(zhǔn)
、穩(wěn);④機(jī)內(nèi)有空秤置零、零點跟蹤
、定標(biāo)
、大秤量、分度位等參數(shù)的設(shè)定單元
,改定方便
,通用性強(qiáng);⑤帶輸出接口,能夠聯(lián)接多種外部設(shè)備
,方便地實現(xiàn)系統(tǒng)控制
。
準(zhǔn)確度等級法制計量組織(OIML)3號建議規(guī)定,非自動衡器按準(zhǔn)確度級別劃分為4個等級。按配用衡器的級別,中國將電子衡器儀表也劃分為4個等級,并分別冠以與電子衡器對應(yīng)的級別代號:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。每個級別的衡器儀表的計量大允許誤差為對應(yīng)級別衡器允許誤差的0.7倍。
儀表架構(gòu)其實很簡單,一個電源為全部器件供電,一個AD部分負(fù)責(zé)將傳感器的模擬信號放大,模數(shù)轉(zhuǎn)換到數(shù)字信號,一個中央處理器,也就是常說的單片機(jī)(MCU),來處理AD部分讀取到的重量信號 ,進(jìn)行一系列的換算處理,好譯碼為可顯示閱讀的信號
,顯示在顯示屏上
,同時一般還有鍵盤電路,來接受用戶的一些操控
,很多儀表還帶有并行打印口
,微打驅(qū)動,RS232或RS485接口與上位機(jī)或其它儀表互聯(lián)通訊
,還有數(shù)字電流環(huán)接口
,以連接大屏幕,另外工業(yè)控制用的很多儀表帶有4~20mA電流環(huán)接口
,以配接PLC
。的還有現(xiàn)場CAN總線或者以太網(wǎng)接口,某些儀表還有USB接口
,不過USB由于傳輸距離太近
,在衡器儀表上用途較少,因此也很少有儀表有USB接口
。
性能指標(biāo)
電子天平的四個性能指標(biāo):氣場生活中大家在使用電子天平的時候 ,首先考慮的就是天平的穩(wěn)定性、天平的靈敏性
、天平的正確性和天平示值的不變性
。所謂的穩(wěn)定性就是指天平精度的穩(wěn)定性;而靈敏度就是指天平讀數(shù)的反應(yīng)快慢
,在這方面電子天平較機(jī)械天平具有更高的靈敏度
;正確性就是指其讀數(shù)的準(zhǔn)確性;而不變性就是指天平讀數(shù)的穩(wěn)定性
,即天平讀數(shù)的浮動范圍
,浮動范圍越小,說明其不變性越好
。
一、電子天平示值的不變性:
電子天平示值的不變性,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*的控制,對電子天平空載或加載時,電子天平在規(guī)定時間的電子天平示值漂移的控制。
二、電子天平的正確性:
電子天平的正確性,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。
三、電子天平的靈敏性:
電子天平的靈敏性,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。電子天平的靈敏性,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
。
四、電子天平的穩(wěn)定性:
電子天平的穩(wěn)定性,就是指天平在其受到擾動后,能夠自動回到它們的初始平衡位置的能力。對于電子天平來說,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。
維護(hù)保養(yǎng)
1、將天平置于穩(wěn)定的工作臺上避免振動、氣流及陽光照射
電子天平
。
2、在使用前調(diào)整水平儀氣泡至中間位置。
3、 電子天平應(yīng)按說明書的要求進(jìn)行預(yù)熱。
4、稱量易揮發(fā)和具有腐蝕性的物品時,要盛放在密閉的容器中,以免腐蝕和損壞電子天平。
5、經(jīng)常對電子天平進(jìn)行自?div id="4qifd00" class="flower right">
;蚨ㄆ谕庑#WC其處于
準(zhǔn)確狀態(tài)。6、如果電子天平出現(xiàn)故障應(yīng)及時檢修,不可帶“病”工作
。
7、操作天平不可過載使用以免損壞天平。
8、若長期不用電子天平時應(yīng)暫時收藏為好
。
2.天平砝碼維護(hù)與保養(yǎng):
2.1.分析天平應(yīng)按計量部門規(guī)定定期校正,并有專人保管,負(fù)責(zé)維護(hù)保養(yǎng)
。
2.2.天平內(nèi)應(yīng)放置干燥劑,常用變色硅膠,應(yīng)定期更換
。
2.3.稱量不得超過天平的大載荷。
注意事項
因為天平砝碼一般精度都比較高,對環(huán)境及操作要求也比較多
,日常使用的時候應(yīng)該注意哪些問題,該如何延長電子分析天平的使用壽命
。
1.1 天平砝碼不要放置在空調(diào)器下的邊臺上。搬動過的電子分析天平必須重新校正好水平,并對天平的計量性能作全面檢查無誤后才可使用。
1.2稱取吸濕性、揮發(fā)性或腐蝕性物品時,應(yīng)用稱量瓶蓋緊后稱量,且盡量快速,注意不要將被稱物(特別腐蝕性物品)灑落在稱盤或底板上;稱量完畢,被稱物及時帶離天平,并搞好稱量室的衛(wèi)生。
1.3同一個實驗應(yīng)使用同一臺天平進(jìn)行稱量,以免因稱量而產(chǎn)生誤差。
計量檢定
利用電磁力平衡重力原理制成的天平稱之為電子天平。隨著實驗室應(yīng)用的越來越普遍,
其測量的準(zhǔn)確性、可靠性也就愈為重要。早在1991年國家頒布實施的《JJG98-90非自動天平計量檢定規(guī)程》(試行)中,對電子天平計量檢定的描述比較籠統(tǒng),可操作性欠佳
,這樣使得從事電子天平計量檢定工作的人員,在對規(guī)程的理解上并不十分透徹
。尤其在評判一個電子天平的“合格與否”所掌握的尺度上不盡相同
,使得儀器測量的準(zhǔn)確性、參數(shù)的可靠性不能得到保證
。為使電子天平在實際應(yīng)用中的質(zhì)量得到有效控制
,本文就電子天平的計量檢定以及應(yīng)注意的問題與大家共同探討。如何對電子天平進(jìn)行分級和判定其各項允差:2013年以前生產(chǎn)電子天平的廠家比較多
,有個別廠家在產(chǎn)品說明中未能詳細(xì)的標(biāo)識其性能指標(biāo)
,或者是標(biāo)識不規(guī)范、不統(tǒng)一
,有的給出級別
,有的不給出級別。比如有的電子天平明確了實際標(biāo)尺分度值d
,而未標(biāo)明它的檢定
分度值e,這對于使用者來說會誤以為d=e,認(rèn)為電子天平能分辨出小的值就是它本身能夠稱量的準(zhǔn)確數(shù)值
。而對于計量檢定人員來講
,確定電子天平的檢定標(biāo)尺分度值e非常關(guān)鍵,因為e是用來評定其準(zhǔn)確度級別以及大允許誤差的依據(jù):在計量檢定中若各項參數(shù)指標(biāo)的大示值誤差均不大于1d
,我們確定e=d
;如果各項參數(shù)指標(biāo)大示值誤差均小于10d,我們確定e=l0d
。有時還需根據(jù)具體情況而定
,比如當(dāng)d:0.2mg時
,e=5D;d:0.5mg時
,e=2d
。總之
,在對檢定標(biāo)尺分度值的劃分上應(yīng)按照以下形式:1×10k或2×10k或5×10k
,k為正整數(shù)、
負(fù)整數(shù)或零)。我們把除了e=d以外的情況都?xì)w為≠d
,其中以e=l0d為常見。以下是根據(jù)檢定分度值e來對電子天平進(jìn)行等級劃分及其大允許誤差的歸納總結(jié)
。2電子天平計量性能檢定的主要內(nèi)容在日常的周期檢定和常規(guī)的產(chǎn)品質(zhì)量檢查中
,一般需要檢定以下幾項內(nèi)容:天平靈敏度、鑒別力的檢定
;天平各載荷點的大允許誤差(稱量線性誤差)的檢定
;天平重復(fù)性的檢定
;天平的偏載或四角誤差的檢定
;天平配衡功能的檢定。2.1電子天平靈敏度
、鑒別力的檢定:電子天平的靈敏度一般指分度靈敏度
,其在數(shù)值上應(yīng)正好等于該天平相應(yīng)載荷的檢定分度值。對具有數(shù)字指示和自動或半自動校準(zhǔn)裝置的電子天平
,可以免檢該天平的靈敏度
。當(dāng)電子天平檢定分度值e≥lmg時,可以測定其鑒別力
,方法如下:在空載或加載時處于平衡狀態(tài)的電子天平上
,把相當(dāng)于數(shù)字標(biāo)尺分度值1.4倍的一個外加載荷(1.4d),輕緩地加放在天平稱盤上時(或從其上取下)
,原來的天平示值必須有所變化
。電子天平各載荷點的大允許誤差的檢定:首先開機(jī)預(yù)熱,然后按照說明書的操作程序?qū)﹄娮犹炱竭M(jìn)行校準(zhǔn)(這一步很關(guān)鍵)
,校準(zhǔn)完畢
,顯示零位。從零載荷開始
,逐漸單調(diào)往上加載
,直至加到天平的大稱量值時,然后再逐漸單調(diào)卸載
,直至零載荷為止
。在檢定過程中
,由檢定操作人員視天平具體情況選取載荷點(這在檢定規(guī)程中未明確給出),但以下幾個載荷點應(yīng)必須進(jìn)行檢定:⑴空載
。⑵全載
。⑶小稱量Min(I級天平:100e;Ⅱ級天平:50e;Ⅲ級天平:20e;Ⅳ級天平:20e)
。⑷影響天平誤差值的“拐點”所對應(yīng)的那些載荷
,比如I級天平:50000e、200000e
;Ⅱ級天平:5000e、20000e;Ⅲ級天平:500e
、2000e等。
誤差計算分兩種情況:⑴e≠d時 ,示值誤差計算公式應(yīng)為E=I-L(E:天平示值誤差
,I:天平指示值,L天平稱盤上所加載荷)
;⑵當(dāng)e=d時
,示值誤差計算公式應(yīng)為E=I-L+(1?2)d-△L(d:電子天平實際標(biāo)尺分度值,AL:在天平稱盤上為示值湊整而添加的載荷)
。不論哪種情況
,要求所得各載荷點的誤差均小于規(guī)程中所規(guī)定的允許誤差。電子天平重復(fù)性檢定:電子天平重復(fù)性檢定應(yīng)在空載和加載狀態(tài)下進(jìn)行
,加載的載荷有兩種:一種是全載
,一種是半載。要求檢定中分別對加載和
空載的平衡位置進(jìn)行讀數(shù)并記錄 ,同時注意每加一次載荷均應(yīng)返零一次