赛多利斯科学仪器(北京)有限公司发现基于现代电子技术创新发展与应用下,形成的电子天平,以其称量精度高、可靠性强等特征,逐渐取代机械天平被应用于各领域计量工作中。对此,准确掌握电子天平基础知识,包括原理、结构构成、使用维护方法等,可有效实现其作用的充分发挥,降低不必要损失的产生。以下为电子天平相关知识的总结,以期为有关工作人员实践工作提供有益帮助。
1电子天平工作的基础原理
电子天平是电子技术创新发展与应用下,形成的用以称量物体质量的天平,具有灵敏性高、称量准确性强、精度稳定性高等特征以及简单自动校准与自我保护优势。通常情况下,电子天平称重原理如下:
其一,电子天平在空载状况下,传感器应变片阻值一定,电压过电路后所产生的数值一定,当电子天平载重后,应变片受物体重力作用影响,出现拉伸,其阻值发生改变,电压过电路后,在放大器上显示的电压数值发生改变,从而实现对物体重量的有效测量。
其二,电子天平利用电磁力平衡原理,在电磁力传感器应用下,使其载重后,受物体重力作用影响,磁力传感器线圈产生等重力大小、反方向的电磁力,出现之相应的电信号,电信号为实现物体重力的平衡,在整流与放大后,促使线圈电流出现变化。
通常情况下,其电流强度将与称重物体重力呈正比例关系,从而改变了电阻电压值。电子天平模拟系统能够根据这一变化,实现电信号科学处理,完成对被测物体质量的计算,并将测量结果在电子天平显示器中进行直观显示。相对于传统天平而言,基于电磁力平衡原理应用下的电子天平无需利用砝码进行称量,其操作更为简便,测量的稳定性与精准度更高。与此同时,随着电子技术、传感技术等的不断创新,电子天平类型增多,测量精度提高。例如,Mettler的UMT2型电子天平能够称量2g~5g,标尺分度值小于最大称量的10-6;Sartoruis的M25D型电子天平能够称量20g~100g,标尺分度值小于最大称量的10-5。此外,多数电子天平也具有净重称量、累加称量、数值在线输出与自动化计算等功能,其实用性更强,应用范围更广。
2电子天平的结构构成
赛多利斯科学仪器(北京)有限公司由电子天平工作基本原理可知:电子天平是多技术综合应用产物,包括电子控制技术、模拟数字技术、计算机处理技术、传感技术等,相对于传统天平而言,结构精密度更高,主要由秤盘、传感器、位置检测装置、模数转化器、放大器、滤波器、PID(proportion-integral-differential,比例—积分—微分)控制器、微计算机、水平仪、保护装置、底脚、显示器等部件共同构成。其中秤盘为物体承载装置,以圆形、方形居多,主要由金属材料制成;传感器为电子天平核心设备,位于秤盘之下,由线圈、磁钢等元件组成,是电磁力产生与电信号传输的主要设备;位置检测装置,多由红外发光管与光敏电池组构成,主要是将物体重力作用下产生力以电信号的形式输出;模数转化器是实现信号有效转化的关键所在,灵敏度较高,能够实现电子天平的自动调零;放大器与滤波器是信号处理的关键设备,能够将微弱信号放大,去除信号干扰,有利于保证电子天平计量准确性;PID调节器主要针对传感器作业,在提升传感器稳定性上发挥重要的作用;微计算机能够将转化的数字信号进行处理,使电子天平具备自动化查询、存储、计算等功能;水平仪、保护机壳以及底脚皆属保护与调解装置,分别起“位置协调”、“元器件保护”、“系统支撑”的作用;显示器则主要用于将计量结果以数字的形式进行展示。
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