謝文
(興安縣計(jì)量檢定測(cè)試所,廣西桂林,541300)
電子天平主要使用的是當(dāng)前比較先進(jìn)的電子控制技術(shù),通過對(duì)電磁力平衡原理的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了物體的精確稱重。也就是在對(duì)物理質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候,通過電磁力和被測(cè)物體實(shí)現(xiàn)力平衡的原理,實(shí)現(xiàn)了物體重量的準(zhǔn)確稱量。當(dāng)在秤盤上放上重物或者是拿下重物的時(shí)候,天平會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的不平衡的狀態(tài),在這個(gè)過程當(dāng)中可以通過位置檢測(cè)器,檢測(cè)到線圈的電磁圈中的實(shí)時(shí)位移狀況,通過對(duì)電磁力的有效補(bǔ)償使其產(chǎn)生電流上的變化,并且通過數(shù)字的方式來對(duì)稱重物體的重量進(jìn)行測(cè)量。
圖1 電子天平內(nèi)部工作示意圖
和其他的稱重天平的工作原理不同,電子天平所使用的是當(dāng)前電子控制和測(cè)量技術(shù),不管是通過任何的稱重方式和使用任何的電路結(jié)構(gòu),它對(duì)物體稱量基本都是依照電磁力平衡的原理。所以說,電子天平主要稱量特點(diǎn)就是在被測(cè)物體質(zhì)量不同的時(shí)候,不需要通過測(cè)量砝碼的方式來進(jìn)行稱重工作,而是使用的是電磁力和被測(cè)物體重力相平衡的方式來進(jìn)行測(cè)量[1]。
電子天平的秤盤支架和線圈進(jìn)行了連接,并且線圈的位置處于磁場(chǎng)當(dāng)中,在其稱量的過程當(dāng)中,其中被測(cè)物體的重力通過連接桿支架產(chǎn)生的作用,在線圈內(nèi)部產(chǎn)生一定的磁通量,這個(gè)時(shí)候在磁場(chǎng)當(dāng)中要是存在電流通過的時(shí)候,可以將線圈內(nèi)部產(chǎn)生的電磁力F方向向上來表示為:
在該式當(dāng)中:k為常數(shù)(和使用單位存在一定關(guān)系);B為磁感應(yīng)強(qiáng)度;L為線圈的中導(dǎo)線的長(zhǎng)度;I是通過導(dǎo)線線圈導(dǎo)線電流的實(shí)際長(zhǎng)度。電磁力F與秤盤上的被測(cè)物體重力大小的是相同的,方向?qū)崿F(xiàn)相反來達(dá)到平衡的狀態(tài),同時(shí)在彈簧片的作用下,使得秤盤的質(zhì)量可以恢復(fù)到之前的位置上,也就是在對(duì)磁場(chǎng)實(shí)施處理的過程當(dāng)中,對(duì)內(nèi)部線圈的電流I和被測(cè)物體的重量成反比的情況,因此,要測(cè)量出電流中I就可以具體得到稱量物體質(zhì)量m。要是電子天平的秤盤上加上或者是除去被測(cè)物體的時(shí)候,電子天平就可以產(chǎn)生相應(yīng)的平衡狀態(tài),在通過防止的檢測(cè)器或者是在線圈內(nèi)部的電磁圈產(chǎn)生的瞬間位移之后,通過對(duì)PID的調(diào)節(jié)之后,使得電子天平可以產(chǎn)生一個(gè)變化量的電磁力,和被測(cè)物體的實(shí)際重量相抵消之后,使得線圈可以恢復(fù)到之前的位置上,進(jìn)而達(dá)到一種全新的平衡狀態(tài),這也是電子天平電磁力自動(dòng)補(bǔ)償?shù)碾娐吩怼?/p>
電子天平本身就屬于一種精密的電子儀器,要是存入時(shí)間過長(zhǎng),就會(huì)造成其內(nèi)部電子系統(tǒng)產(chǎn)生一定的誤差,進(jìn)而造成實(shí)際的稱量結(jié)果出現(xiàn)了明顯的誤差。所以說,在使用電子天平實(shí)施稱重的過程當(dāng)中,必須要將電子天平和外部環(huán)境同時(shí)處于一段時(shí)間之后,讓電子天平內(nèi)部的各個(gè)部件可以充分的適應(yīng)實(shí)時(shí)的工作環(huán)境,最大限度上降低系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差,保證其具體的稱量結(jié)果的準(zhǔn)確程度[2]。
電子天平的工作原理就是通過對(duì)傳感器構(gòu)件的方法,將傳感器本身的重力傳遞到內(nèi)部的重力數(shù)據(jù)分析模塊當(dāng)中,通過對(duì)其中不同的電流信號(hào)的實(shí)施變化,進(jìn)而可以測(cè)量出具體的重量數(shù)據(jù)結(jié)果,通過相關(guān)的知識(shí)可以分析出,在地球的重力加速度在不同的區(qū)域范圍內(nèi)的大小是存在一定差異的,所以說,在進(jìn)行一些精確性非常高的物體稱重的過程當(dāng)中,所使用的重力加速度的值是不能使用規(guī)定的重力加速度的,電子天平必須要依照所測(cè)量的不同實(shí)施重點(diǎn)加速度來進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償。
要想保證電子天平實(shí)際測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性,必須要對(duì)其在測(cè)量過程中各個(gè)方面的影響因素進(jìn)行分析,電子天平的使用環(huán)境就是其中一個(gè)比較重要的問題,同時(shí)也是在使用電子天平進(jìn)行測(cè)量過程中最容易被人們所忽略的問題,但是環(huán)境因素對(duì)電子天平有著非常明顯的影響,所以說,在實(shí)際的測(cè)量過程當(dāng)中,必須要保證對(duì)環(huán)境因素的充分重視,為電子天平的測(cè)量工作營(yíng)造出一種優(yōu)良的環(huán)境。
在選擇電子天平的時(shí)候,相關(guān)的操作人員必須要充分的考慮到電子天平的具體型號(hào)是否充分的滿足稱重的具體要求,并且在其實(shí)際的使用過程當(dāng)中,相關(guān)的工作人員需要對(duì)稱重的質(zhì)量實(shí)施有效的保障,充分保證了電子天平在使用的過程當(dāng)中,不會(huì)因?yàn)榉Q重物理的質(zhì)量過大而產(chǎn)生損壞的情況,對(duì)電子天平的精確度選擇方面,還需要對(duì)所要稱重的物品的性質(zhì)進(jìn)行分析,不能一味的要求較高的稱重精確度,造成了不必要的經(jīng)濟(jì)投入。
通過本文對(duì)電子天平的誤差及保證其稱量準(zhǔn)確度分析和探討,從中我們可以充分的得出了對(duì)電子天平的精確性的影響因素是多個(gè)方面的,不能從其中單一的方面來進(jìn)行考慮。在對(duì)電子天平運(yùn)用的過程當(dāng)中,必須要依照相關(guān)的測(cè)量步驟來進(jìn)行稱重,這樣不但可以保證電子天平的使用壽命,同時(shí)還可以最大限度上提升電子天平的測(cè)量精確性,使其工作性能可以得到有效的提升,為人們的日常工作提供出了非常大的幫助。
參考文獻(xiàn)
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