電子天平的校驗與質(zhì)量控制的關系

1、電子天平的校驗與質(zhì)量控制的關系電子天平采用了現(xiàn)代傳感器技術、電子技術和微型計算機技術，因操作簡便、稱量速度快、自動化程度高、智能化功能強度等等優(yōu)勢已逐步取代機械幾天。1. 電子天平的原理高精度電子天平通常采用電磁力平衡式傳感器，電磁感應式電子天平與電子秤不同。電子秤是使用電子天平是利用電磁力平衡的原理進行設計的。根據(jù)電磁力公式：F=BLIsin(1)其中： F 為電磁力 ;B 為磁感應強度 ;L 為受力導線的長度 ;I 為流過導線的電流 ; 為通電導體與磁場的夾角。由公式 (1) 可知， F 的大小與 B 、L、I 及 sin 均成正，由于設計好的傳感器，其感應線圈的規(guī)格尺寸已固定，所以其 B

2、 、L 均不再改變，而 為 90 °，故 sin =1 ，因此， F 的大小與 I 成對應關系。電子天平主要組成部分有：電源、電磁力平衡式傳感器、光電傳感器、鍵盤和顯示器、控制電路。電子天平的基本工作原理是天平空載時，電磁力平衡式傳感器處于平衡狀態(tài)。加載后，感應線圈的位置發(fā)生改變。光電傳感器中的光敏三極管所接收的光線強度的改變，其輸出電流也改變，該變化量經(jīng)微處理后，控制電磁線圈的電流大小，使電磁力平衡式傳感器重新處于平衡狀態(tài)。同時，微處理器將電磁線圈的電流變化量轉變?yōu)閿?shù)字信號，迅速在顯示屏上顯示出來。2. 電子天平的檢定根據(jù)檢定規(guī)程要求電子天平的檢定項目應為 9 項，檢定內(nèi)容主要包括

3、：鑒別力、靈敏度、各載荷點最大允許誤差、重復性、偏載檢查 ( 四角誤差 ) 和配衡功能檢查等。根據(jù)被檢天平的具體情況，并非每一項內(nèi)容都需要檢定，具體的檢定項目需要由電子天平的準確度級別和檢定分度值決定，但對于日常周期檢定來說，主要進行以下幾項驗定：2.1 鑒別力的檢定對電子天平只有鑒別力是有意義的，因而不存在靈敏度的檢定問題。對鑒別力的檢定，比較嚴謹?shù)姆椒ㄊ牵合葘⑾喈斢跈z定載荷( 規(guī)程指出載荷選用空載、全載或二者中一種) 示值 L 的砝碼加在天平盤上( 其中有 10 個 d/10 的小砝碼 ) ，然后逐個取下d/10 的小砝碼至顯示值變?yōu)長-d 時，再加上一個d/10 的小砝碼，此時將質(zhì)量為1

4、.4d的砝碼輕輕加到稱盤上，顯示值應變?yōu)長 d 。但在一般情況下，在用電子天平的鑒別力不會有問題， 所以多數(shù)情況下可以直接用質(zhì)量為1.4d小砝碼試一下即可， 對于 d 1mg或 e>2d的電子天平，規(guī)程中說明允許免檢其鑒別力。2.2 各載荷點最大允許誤差的檢定電子天平的最大允許誤差是指天平的線性度 ( 或稱線性誤差 ) ，它與天平的準確度等級和稱量有關，目的是判定天平的示值誤差是否在規(guī)程規(guī)定的范圍之內(nèi)。在檢定時，除按規(guī)程要求選取檢定點外，還應根據(jù)被檢電子天平的 e 與 d 關系來確定是否應該對每一被檢點采用附加小砝碼，尋求數(shù)字轉換點的方法來找到該檢定點的實際模擬值，以確定其示值誤差。2.

5、3 天平重復性誤差的檢定與計算重復性是描述電子天平在相同的測量條件下，同一載荷多次稱量結果之間的差值，是衡量電子天平能否提供一致結果的能力。重復性檢定在空載和加載狀態(tài)下進行，測定次數(shù)應根據(jù)電子天平準確度級別的不同而異，檢定過程及數(shù)據(jù)處理方法按非自動天平檢驗規(guī)定進行，對e 5d 的電子天平則可以省略用附加小砝碼尋求數(shù)字轉換點進行湊整計算的過程，而直接用天平示值減去砝碼質(zhì)量值來計算重復性誤差。對重復性誤差可用極差法或標準偏差法來評定，但以極差法常用。2.4 偏載檢驗 ( 四角誤差檢驗 )進行此項檢驗，應注意根據(jù)使用要求來確定是用滿載還是1/3FS作為檢驗載荷，因為不同的檢驗載荷最終檢驗結果是不同的

6、。同時非自動天平檢驗規(guī)定要求：標準天平四角誤差等于最大值與最小值之差：而非標準天平等于各點修正后的示值誤差中的最大者，但規(guī)程允許用各點的示值與中心點的示值之差的最大者作為四角誤差來簡化檢定程序。在實際檢定工作中，根據(jù)實際情況靈活操作。2.5 電子天平配衡功能的檢查對于新購置的電子天平應檢查其配衡功能，一般選取兩個載荷點，即：(1/3)Max，(2/3)Max。在相同載荷下所得兩結果之間的差值，不得超過該載荷時的最大允許誤差的絕對值。3. 電子天平的校正衡量一臺電子衡器合格與否，還需綜合考慮其它技術指標的。因存放時間較長，位置移動，環(huán)境變化或為獲得精確測量，電子衡器在使用前一般都應進行校正操作。

7、校正方法分內(nèi)部校正和外部校正兩種。目前市場流通校正方法多種多樣，各個電子衡器生產(chǎn)廠家對此方面的研發(fā)各不相同，都在朝著著便于用戶操作方向發(fā)展。通常廠家在說明書中均有詳細操作步驟，因為電子衡器的校正較為專業(yè)，如果不仔細研讀說明書很容易忽略 . 校準方法分為內(nèi)校準和外校準兩種。校準前的準備：(1) 天平已處于水平狀態(tài)。(2) 按說明書的要求進行預熱。(3) 天平秤盤上無物品。(4) 關閉擋風窗，在天平置零的情況下進行。下面以慈溪天東衡器廠的HX 型電子天平為例說明如何對天平進行外校準。方法：輕按CAL 鍵當顯示器出現(xiàn)CAL- 時，即松手， 顯示器就出現(xiàn)CAL-100 其中“ 100 ”為閃爍碼， 表

8、示校準砝碼需用100g的標準砝碼。此時就把準備好“ 100g ”校準砝碼放上稱盤，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 ，拿去校準砝碼，顯示器應出現(xiàn) 0.000g ，若出現(xiàn)不是為零，則再清零，再重復以上校準操作。4. 影響電子天平質(zhì)量控制的因素4.1 預熱天平的預熱時間是保證天平示值穩(wěn)定的關鍵。預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，規(guī)程第 18 條規(guī)定天平檢定前應預熱 0.5h 以上，但 0.5h 以上多長的預熱時間比較合適 ?這時就要根據(jù)各天平使用說明書上的要求，同時天平的預熱和天平的精度有密切的關系。電磁力平衡式傳感器的溫度變化主要來源于環(huán)境溫度

9、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)量成正比的電流在永久磁鋼的磁通 B、流經(jīng)線圈中的電流 I 及線圈長度 L 成正比。當天平處于預熱階段時，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熱。只有經(jīng)過充分預熱，使磁鋼達到熱平衡，這一變化過程結束，天平才達到平衡。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)。4.2 預壓天平在停止工作一段時間后可能進入休眠狀態(tài)，為使天平盡快進入工作狀態(tài)，檢

10、定前最好用砝碼多次加載，否則天平進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果和回零情況。4.3 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換，其測量結果與重力加速度密切相關。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，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)置校準砝碼的補償方法，即在電子天平內(nèi)部設置一個校準砝碼，通過對校準砝碼的稱量得出當?shù)氐?g 值。這種補償方法需要增加電子分析天平的機械加載機構和自校專用砝碼，因

11、此提高了產(chǎn)品成本和工藝復雜性。而且，內(nèi)置砝碼在長期使用后，難以進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。外附校準砝碼補償方法。將校準砝碼改為通用標準砝碼，作為電子分析天平的附件，直接通過稱盤加載稱量，可進行重力加速度的自動校準，實現(xiàn)重力加速度對天平稱量影響的自動補償。由于外附校準砝碼的準確度能夠得到保證，重力加速度的補償精度高，已獲得廣泛應用。4.4 環(huán)境溫度變化的影響另外，溫度的變化也導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，當環(huán)境變化 5時，產(chǎn)生

12、的最大誤差達2?5 ×10-6 × 5× 100=1?25mg，因此，當環(huán)境溫度變化較大時，應對電子天平進行校準，以保證稱量結果的準確。結論天平是質(zhì)量量值傳遞的關鍵，電子天平的檢定是電子天平計量性能的前提，而電子天平的校準又為精密的質(zhì)量控制提供了重要保障。為了使電子天平獲得更高等級的精確度，必須參照國家計量檢定規(guī)程，按著電子天平的綜合性能特性來進行檢定。本文由廣州深華實驗室儀器設備整合發(fā)布出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂， 今天下三分， 益州疲弊， 此誠危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報之于陛下也。誠宜開張圣聽，以

13、光先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費祎、董允等，此皆良實，志慮忠純，是以先帝簡拔以遺陛下：愚以為宮中之事，事無大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補闕漏，有所廣益。將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰愚以為營中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。“能 ”，是以眾議舉寵為督：親賢臣， 遠小人， 此先漢所以興隆也； 親小人， 遠賢臣， 此后漢所以傾頹也。 先帝在時，每與臣論此事， 未嘗不嘆息痛恨于桓、 靈也。 侍中、尚書、 長史、 參軍，此悉貞良死節(jié)之臣，愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計日而待也。臣本布衣，躬耕于南陽，茍全性命于亂世，不求聞達于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當世之事，由是感激，遂許先帝以驅(qū)馳。后值傾覆，受任于敗軍之際，奉命于危難之間，爾來二十有一年矣。先帝知臣謹慎，故臨崩寄臣以大事也。受命以