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技術(shù)文章
淺析影響電子天平質(zhì)量控制的因素
點擊次數(shù)：2328 發(fā)布時間：2013-1-16
電子天平一般采用應(yīng)變式傳感器、電容式傳感器、電磁平衡式傳感器。應(yīng)變式傳感器，結(jié)構(gòu)簡單、造價低，但精度有限，目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。
影響電子天平質(zhì)量控制的因素有以下幾個方面：
1、預(yù)熱
天平的預(yù)熱時間是保證天平示值穩(wěn)定的關(guān)鍵。預(yù)熱時間的長短除與天平的檢定分度值和檢定分度數(shù)有關(guān)，規(guī)程第18條規(guī)定天平檢定前應(yīng)預(yù)熱0.5h以上，但0.5h以上多長的預(yù)熱時間比較合適?這時就要根據(jù)各天平使用說明書上的要求，同時天平的預(yù)熱和天平的精度有密切的關(guān)系。
電磁力平衡式傳感器的溫度變化主要來源于環(huán)境溫度的變化和過流元件的發(fā)熱。電子天平的基本工作原理的平衡，一旦失衡，利用電磁力將天平重新拉回平衡。這個電磁力，是由流經(jīng)線圈中與物體質(zhì)量成正比的電流在磁鋼的磁通B、流經(jīng)線圈中的電流I及線圈長度L成正比。當(dāng)天平處于預(yù)熱階段時，隨著內(nèi)部溫度升高，磁通B會逐漸下降，同時I也會減小，這樣就導(dǎo)致F變小，天平失去平衡，示值會呈現(xiàn)正的單方向漂移。電子天平在稱量前要充分預(yù)熱。只有經(jīng)過充分預(yù)熱，使磁鋼達(dá)到熱平衡，這一變化過程結(jié)束，天平才達(dá)到平衡。再利用置零/去皮功能，使顯示置零，此時天平才處于真正可使用狀態(tài)。
2、預(yù)壓
天平在停止工作一段時間后可能進(jìn)入休眠狀態(tài)，為使天平盡快進(jìn)入工作狀態(tài)，檢定前用砝碼多次加載，否則天平進(jìn)程示值與回程示值之差將明顯增大，加載時不必在意稱量結(jié)果和回零情況。
3、環(huán)境溫度變化的影響
另外，溫度的變化也導(dǎo)致電子天平靈敏度的漂移，從而產(chǎn)生測量偏差。靈敏度的溫度系數(shù)Tc=2?×10-6/℃說明溫度每變化一度，靈敏度變化0。00025%，如果稱量100g物體，當(dāng)環(huán)境變化5℃時，產(chǎn)生的zui大誤差達(dá)2?5×10-6×5×100=1?25mg，因此，當(dāng)環(huán)境溫度變化較大時，應(yīng)對電子天平進(jìn)行校準(zhǔn)，以保證稱量結(jié)果的準(zhǔn)確。
4、重力加速度的影響
電子天平主要采用電磁力平衡式傳感器實現(xiàn)被測質(zhì)量向重力再向電流信號的轉(zhuǎn)換，其測量結(jié)果與重力加速度密切相關(guān)。而重力加速度的大小與天平使用地點的緯度、海拔高度、地殼密度、地下水變化等諸多因素有關(guān)，是隨地點而變的。因此，電子天平必須根據(jù)天平的使用地點實施重力加速度補償。
內(nèi)置校準(zhǔn)砝碼補償方法及其不足。目前的電子天平普遍采用內(nèi)置校準(zhǔn)砝碼的補償方法，即在電子天平內(nèi)部設(shè)置一個校準(zhǔn)砝碼，通過對校準(zhǔn)砝碼的稱量得出當(dāng)?shù)氐膅值。這種補償方法需要增加電子分析天平的機(jī)械加載機(jī)構(gòu)和自校砝碼，因此提高了產(chǎn)品成本和工藝復(fù)雜性。而且，內(nèi)置砝碼在長期使用后，難以進(jìn)行砝碼檢定和表面清潔處理，易于造成電子分析天平的時漂誤差。
外附校準(zhǔn)砝碼補償方法。將校準(zhǔn)砝碼改為通用標(biāo)準(zhǔn)砝碼，作為電子分析天平的附件，直接通過稱盤加載稱量，可進(jìn)行重力加速度的自動校準(zhǔn)，實現(xiàn)重力加速度對天平稱量影響的自動補償。由于外附校準(zhǔn)砝碼的準(zhǔn)確度能夠得到保證，重力加速度的補償精度高，已獲得廣泛應(yīng)用。
影響電子天平質(zhì)量控制的因素有以下幾個方面：
1、預(yù)熱
天平的預(yù)熱時間是保證天平示值穩(wěn)定的關(guān)鍵。預(yù)熱時間的長短除與天平的檢定分度值和檢定分度數(shù)有關(guān)，規(guī)程第18條規(guī)定天平檢定前應(yīng)預(yù)熱0.5h以上，但0.5h以上多長的預(yù)熱時間比較合適?這時就要根據(jù)各天平使用說明書上的要求，同時天平的預(yù)熱和天平的精度有密切的關(guān)系。
電磁力平衡式傳感器的溫度變化主要來源于環(huán)境溫度的變化和過流元件的發(fā)熱。電子天平的基本工作原理的平衡，一旦失衡，利用電磁力將天平重新拉回平衡。這個電磁力，是由流經(jīng)線圈中與物體質(zhì)量成正比的電流在磁鋼的磁通B、流經(jīng)線圈中的電流I及線圈長度L成正比。當(dāng)天平處于預(yù)熱階段時，隨著內(nèi)部溫度升高，磁通B會逐漸下降，同時I也會減小，這樣就導(dǎo)致F變小，天平失去平衡，示值會呈現(xiàn)正的單方向漂移。電子天平在稱量前要充分預(yù)熱。只有經(jīng)過充分預(yù)熱，使磁鋼達(dá)到熱平衡，這一變化過程結(jié)束，天平才達(dá)到平衡。再利用置零/去皮功能，使顯示置零，此時天平才處于真正可使用狀態(tài)。
2、預(yù)壓
天平在停止工作一段時間后可能進(jìn)入休眠狀態(tài)，為使天平盡快進(jìn)入工作狀態(tài)，檢定前用砝碼多次加載，否則天平進(jìn)程示值與回程示值之差將明顯增大，加載時不必在意稱量結(jié)果和回零情況。
3、環(huán)境溫度變化的影響
另外，溫度的變化也導(dǎo)致電子天平靈敏度的漂移，從而產(chǎn)生測量偏差。靈敏度的溫度系數(shù)Tc=2?×10-6/℃說明溫度每變化一度，靈敏度變化0。00025%，如果稱量100g物體，當(dāng)環(huán)境變化5℃時，產(chǎn)生的zui大誤差達(dá)2?5×10-6×5×100=1?25mg，因此，當(dāng)環(huán)境溫度變化較大時，應(yīng)對電子天平進(jìn)行校準(zhǔn)，以保證稱量結(jié)果的準(zhǔn)確。
4、重力加速度的影響
電子天平主要采用電磁力平衡式傳感器實現(xiàn)被測質(zhì)量向重力再向電流信號的轉(zhuǎn)換，其測量結(jié)果與重力加速度密切相關(guān)。而重力加速度的大小與天平使用地點的緯度、海拔高度、地殼密度、地下水變化等諸多因素有關(guān)，是隨地點而變的。因此，電子天平必須根據(jù)天平的使用地點實施重力加速度補償。
內(nèi)置校準(zhǔn)砝碼補償方法及其不足。目前的電子天平普遍采用內(nèi)置校準(zhǔn)砝碼的補償方法，即在電子天平內(nèi)部設(shè)置一個校準(zhǔn)砝碼，通過對校準(zhǔn)砝碼的稱量得出當(dāng)?shù)氐膅值。這種補償方法需要增加電子分析天平的機(jī)械加載機(jī)構(gòu)和自校砝碼，因此提高了產(chǎn)品成本和工藝復(fù)雜性。而且，內(nèi)置砝碼在長期使用后，難以進(jìn)行砝碼檢定和表面清潔處理，易于造成電子分析天平的時漂誤差。
外附校準(zhǔn)砝碼補償方法。將校準(zhǔn)砝碼改為通用標(biāo)準(zhǔn)砝碼，作為電子分析天平的附件，直接通過稱盤加載稱量，可進(jìn)行重力加速度的自動校準(zhǔn)，實現(xiàn)重力加速度對天平稱量影響的自動補償。由于外附校準(zhǔn)砝碼的準(zhǔn)確度能夠得到保證，重力加速度的補償精度高，已獲得廣泛應(yīng)用。