电子天平原理及四角误差和线性误差的调修

    电子天平的传感器可分为应变片式传感器和电磁力式传感器两大类, 应变片式传感器利用电阻应变原理, 电磁力式传感器利用电磁力平衡原理。电子天平的四角误差使用三点法进行测量, 通过反复调整四角误差调整螺钉来进行调修。电子天平的线性误差使用五点法或三点法进行测量, 通过调节可变

1 电子天平原理

    电子天平的中心组件是传感器。电子天平的传感器分为应变片式和电磁力式两大类。下面分别介绍这两类传感器的原理。

1.1 应变片式传感器

    如图 1 所示, 当称盘 3 空载时,应变片 6～9 的阻值相同, V₀通过桥式电路后输入到放大器的电压为零。当称盘上有负载时, 应变片 6 和 9 被拉伸,其阻值增大; 而应变片 7 和 8 受压, 其阻值减小。这样, 经过桥式电路后有一微小电压输入到放大器。这一数值经放大, 微处理器处理后显示出来, 即被称物体重量。

1.2 电磁力式传感器

    通电导体在磁场中做切割磁力线运动, 将产生电磁力( 洛仑兹力) :

    F=IBLsinα

    F: 电磁力; I: 电流强度; B: 磁感应强度; α:I 与 B的夹角。

    在图 2 中, 通电线圈 5 在永磁铁 6 的磁场中做切割磁力线运动, 将产生电磁力。位置传感器 7 集由称盘 1 上放重物而引起的杠杆 4 的位置变化数据,将其转化成电信号并经伺服放大器 8 加在线圈 5上, 因此产生的电磁力必与被称物体的重力相平衡。线圈 5 中的电流强度与精密电阻 9 的电流强度相等。因此电阻 9 上的电压值与被称物体的重量有确定的对应关系。采集该电压信号并经模/数转换和微处理器处理即可在显示器上显示出称盘上被称物体的重量。

2 电子天平四角误差的调修

    将称量物体放在称盘上的不同位置, 其测结果应大致相同, 而允许有一定的偏差, 这个值就是最大四角误差。四角误差的检测方法如下:

    根据国际建议 OIML 所述是依据天平满量程的1/3 重量及称盘半径 1/3 的位置来对天平进行测量。

    四角误差的出现有些是由于传感器的结构与装配上产生的偏差所造成的, 而最大的误差是由于上下连动杠杆的长度不一致所产生的。

    如果所检测出来的数值超过最大误差值范围,便需要对四角误差进行调整。调整方法如下:

    注意:( 1) 使用的检测砝码值要取接近天平满量程的最大整数;( 2) 砝码放在天平称盘的最外侧( 如图 3 所示) 。

    ( a) 确定称重传感器的轴线( 即调整螺钉孔的垂直平分线)