赛多利斯天平技术指标

电子分析天平是一种应用于科研、工业和国防领域的高精密质量计量仪器,它的线性度、精度和分度数是非常重要的技术指标。

随着传感器技术和信号处理技术的发展,赛多利斯高精度电子分析天平的分度数已在百万甚至千万分度级别,30g量程百万分度天平的最小分度数在微克量级,折算过来的系统信噪比高达140dB,这对传感器、信号处理方法提出了很高的要求。一方面要求传感器有足够高的灵敏度和线性度,另一方面要求电路测量系统噪声足够低,信号处理算法足够快和精准。当前传感器普遍采用铰链机构的一体化的成型工艺,能满足工程上百万分度级别需求,而信号处理方面则存在响应速度慢和精度不够的问题。

天平在平衡时是一个稳态系统。对于一个稳态物理量的测量,滑动窗口平均值滤波是一种简便且非常有效的方法,通过对离散采样值作长周期平均,从统计学上看相当于降低了噪声的功率,从信号处理上看提高了信噪比,但造成系统的响应时间非常慢,如果有其他干扰存在,会将平均滤波结果带偏,使信号基底出现“趋势项”分量。

由于缺乏足够的先验信息,干扰的强度和产生时刻随机,这些趋势项分量很难滤除,往往只能离线分析。传感器的机械谐振频率很低,大约在100Hz左右,利用信号的机械低频特性和电路的噪声特性频谱差异,可以采用时间序列低通滤波的方法来过滤掉部分噪声,工程上往往能产生不错的效果,但对高精度的测量来说还存在很大差距。