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从性能上解析梅特勒十分之一电子天平的性能检定方法
时间:2016-07-05 13:30 来源:梅特勒天平专卖网 作者:小编 [ 加入收藏 ] [ 打印本文 ] [ 关闭窗口 ]

  梅特勒十分之一电子天平利用磁场中流过的电流所产生的力来平衡于作用于被称物质量的重力,利用磁悬原理的梅特勒十分之一电子天平在结构上通常采用恒弹性簧片作为弹性支点,他与梁杆组成平行四边行的罗帕尔机构,在电路上运用闭环式电磁力平衡原理,即用电磁力平衡负荷量来取得平衡,测量发生电磁力所需电量,是在动态平衡下通过光电传感器检出位移信号,经前置放大,PID调解器,功率放大器放大后转换成电流,输入到线圈中,该电流所产生的力来平衡加载物的重量,采用零位测定法,其测量精度高,这个电流经一高精度取样电阻转换成电压信号,通过A/D转换器变成数字量送入计算机进行加处理,最后显示其质量结果。

  根据物理学中电流的力效应原理,处于磁场中通过电流的导线或线圈将产生一种电磁力,其方向可用左手定则来判定,假设通过线圈电流的方向I和磁场方向B,则线圈电磁力F的方向向上,其大小关系式有:F=K1‘BLI,式中K1‘为常数(与使用单位制有关)。B为感应强度,L为导线长度,I为通过导线电流的强度。假设通过线圈的磁力方向向上,其大小关系式有:E=K1BπDWI

  (1)式中K1为常数 B为磁钢中的磁感应强度 D为磁钢中线圈的直径 W为线圈的匝数 I为通过线圈的电流 对某一线圈来说,D和W是一定的,所以(1)式可以改成F=K2BI

  (2)对某一磁钢来说,B是一定的,可见B为恒定时(2)式可以改写成D=K3I

  (3)式中K3=K2B= 常数 由(3)可见在磁场中通过电流的线圈所产生的电磁力与流过的电流强度成正比,秤盘通过支架连杆与线圈相连,这样秤盘上被称物体的重力mg通过连杆支架作用于线圈上,方向向下,这是磁场中线圈内若有电流通过,则线圈将产生一个电磁力F,设计时可以使电磁力F方向向上,使其大小为F=mg

  (4)这时,电磁力F与秤盘上被称物重力mg大小相等,方向相反而平衡在弹簧片的作用下,使秤盘支架回复到原来的位置,这种处理方法被称为回零法。由(3)式和(4)式可得:F=K3I=mg 即I=Km

  (5)式中K=g/K3=常数 由(5)可以得出重要的结论:测定物体的质量如果是采用以上电磁力平衡方式的话,则在电磁中流过线圈的电流I就与被称物体的质量成正比,我们知道,被称物体的质量有大有小,如果相应的使通过线圈的电流I也有大有小,如果相应的使通过线圈的电流I也有大有小,即使通过线圈的电流随着被称物体质量的变化而成正比地变化,那么就可以使通过此电流的线圈所产生的力与相应的被称物体的重力相平衡,这也是目前梅特勒十分之一电子天平最基本的工作原理。

  虽然梅特勒十分之一电子天平在设计时使电流通过线圈所产生的电磁力与秤盘上被称物体的重力大小相等方向相反而平衡,在弹性簧片的作用下,使秤盘支架回复到原来的位置,即回零式,但实际上秤盘及连在一起的线圈会产生极微小的位移S,他与被称物体的质量成正比,即:S=K‘m 设位移信号通过光电传感器变成电信号,经前置放大,取样保持电路,经PID调节器动态调节后,得到一个大小随被称物体质量不同而成正比例变化的模拟电压信号,此电压信号变换成电流信号,通过功率放大器驱动线圈,产生一个大小与被称物体重力相等方向的力F,使线圈支架达到平衡状态。

  梅特勒十分之一电子天平进行性能检定的内容主要有:

  第一,梅特勒十分之一电子天平配衡功能的检查。对于新购置的梅特勒十分之一电子天平应检查其配衡功能,一般选取两个载荷点,即:(13)Max,(23)Max。在相同载荷下所得两结果之间的差值,不得超过该载荷时的最大答应误差的绝对值。

  第二,梅特勒十分之一电子天平灵敏度、鉴别力的检定。梅特勒十分之一电子天平的灵敏度一般指分度灵敏度,其在数值上应正好即是该梅特勒十分之一电子天平相应载荷的检定分度值。对具有数字指示和自动或半自动校准装置的梅特勒十分之一电子天平,可以免检该梅特勒十分之一电子天平的灵敏度。当梅特勒十分之一电子天平检定分度值e≥lmg时,可以测定其鉴别力,方法如下:在空载或加载时处于平衡状态的梅特勒十分之一电子天平上,把相当于数字标尺分度值1.4倍的一个外加载荷(1.4d),轻缓地加放在梅特勒十分之一电子天平称盘上时(或从其上取下),原来的梅特勒十分之一电子天平示值必须有所变化。

  第三,梅特勒十分之一电子天平重复性检定。梅特勒十分之一电子天平重复性检定应在空载和加载状态下进行,加载的载荷有两种:一种是全载,一种是半载。要求检定中分别对加载和空载的平衡位置进行读数并记录,同时留意每加一次载荷均应返零一次。要求对同一载荷多次衡量结果之间的差值,不得超过梅特勒十分之一电子天平在该载荷时的最大答应误差的绝对值。

  第四,梅特勒十分之一电子天平偏载检定(四角误差检定)。对于标准梅特勒十分之一电子天平,试验载荷即是梅特勒十分之一电子天平的最大称量,其四角误差即是最大示值减最小示值。对于工作用梅特勒十分之一电子天平,试验载荷即是梅特勒十分之一电子天平最大载荷的三分之一,其四角误差即是各点的示值与中心点的示值之差中的最大者。

  第五,梅特勒十分之一电子天平各载荷点的最大答应误差的检定。首先开机预热,然后按照说明书的操纵程序对梅特勒十分之一电子天平进行校准(这一步很关键),校准完毕,显示零位。从零载荷开始,逐渐单调往上加载,直至加到梅特勒十分之一电子天平的最大称量值时,然后再逐渐单调卸载,直至零载荷为止。在检定过程中,由检定操纵职员视梅特勒十分之一电子天平具体情况选取载荷点(这在检定规程中未明确给出),但以下几个载荷点应必须进行检定:1)空载。2)全载。3)最小称量Min(I级梅特勒十分之一电子天平:100e;Ⅱ级梅特勒十分之一电子天平:50e;Ⅲ级梅特勒十分之一电子天平:20e;Ⅳ级梅特勒十分之一电子天平:20e)。4)影响梅特勒十分之一电子天平误差值的“拐点”所对应的那些载荷,比如I级梅特勒十分之一电子天平:50000e、200000e;Ⅱ级梅特勒十分之一电子天平:5000e、20000e;Ⅲ级梅特勒十分之一电子天平:500e、2000e等。误差计算分两种情况:1)e≠d时,示值误差计算公式应为E=I-L(E:梅特勒十分之一电子天平示值误差,I:梅特勒十分之一电子天平指示值,L梅特勒十分之一电子天平称盘上所加载荷);2)当e=d时,示值误差计算公式应为E=I-L+(12)d-△L(d:梅特勒十分之一电子天平实际标尺分度值,AL:在梅特勒十分之一电子天平称盘上为示值凑整而添加的载荷)。不论哪种情况,要求所得各载荷点的误差均小于规程中所规定的答应误差。

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