精密电子分析天平的检定

电子技术发展带来了电子天平的不断发展和完善，逐步形成取代机械天平之势。电子天平采用了现代传感器技术、电子技术和微型计算机技术，采用电磁平衡传感器的电子天平，其特点是称量准确可靠、显示快速清晰并且具有自动检测系统、简便的自动校准装置以及超载保护等装置。本文从电子天平原理出发，对电子天平的检定与质量控制的关系进行论述。

工作原理

电子天平是利用电磁力或电磁力矩补偿原理，实现被测物体在重力场中的平衡，来获得物体质量并采用数字装置输出结果的衡量仪器。电子天平一般采用应变式传感器、电容式传感器、电磁平衡式传感器。应变式传感器，由于其结构简单、造价低，但精度有限，在几年前不能做到很高精度；电容式传感器称量速度快，性价比较高，但也不能达到很高精度；采用电磁平衡传感器的电子天平，其称量准确可靠、显示快速清晰并且具有自动检测系统、简便的自动校准装置以及超载保护等装置。

高精度电子天平通常采用电磁力平衡

式传感器，电磁感应式电子天平与电子秤不同。电子天平是利用电磁力平衡的原理进行设计的。根据电磁力公式

其中：F为电磁力；B为磁感应强度；L为受力导线的长度；I为流过导线的电流；θ为通电导体与磁场的夹角。由公式(1)可知，F的大小与B、L、I及sinθ均成正，由于设计好的传感器，其感应线圈的规格尺寸已固定，所以其B、L均不再改变，而θ为90°，故sinθ=1，因此，F的大小与I成对应关系。

电子天平主要组成部分有：电源、电磁力平衡式传感器、光电传感器、键盘和显示器、控制电路。电子天平的基本工作原理是天平空载时，电磁力平衡式传感器处于平衡状态。加载后，感应线圈的位置发生改变。光电传感器中的光敏三极管所接收的光线强度的改变，其输出电流也改变，该变化量经微处理后，控制电磁线圈的电流大小，使电磁力平衡式传感器重新处于平衡状态。同时，微处理器将电磁线圈的电流变化量转变为数字信号，迅速在显示屏上显示出来。

2.电子天平的检定

根据检定规程要求电子天平的检定项目应为4项，检定内容主要包括：外观检查、偏载误差、重复性、示值误差等。但对于日常周期检定来说，主要进行以下几项检定：

2.1 示值误差

电子天平的大允许误差是指天平的线性度(或称线性误差)，它与天平的准确度等级和称量有关，目的是判定天平的示值误差是否在规程规定的范围之内。在检定时，根据规程分段进行检定。

2.2 重复性误差

重复性是描述电子天平同一载荷多次称量结果之间的差值，是衡量电子天平能否提供一致结果的能力。重复性检定的试验载荷选取80%~100%大秤量的单个砝码，测试次数不少于6次。

2.3 偏载误差

试验选取1/3(大秤量+大加法除皮效果)的砝码。优选个数较少的砝码。多个砝码可以叠加。多个砝码应均匀分布在测量区域，单个砝码放在测量区域的中心位置。

3.电子天平的校正

因存放时间较长，位置移动，环境变化或为获得测量，天平在使用前一般都应进行校准。(需要指出的是，电子天平开机显示零点，不能说明天平称量的数据准确度符合测试标准，只能说明天平零位稳定性合格。因为衡量一台天平合格与否，还需综合考虑其它技术指标的符合性)。校准方法分为内校准和外校准两种。目前各个电子衡器生产厂家对此方面的研发各不相同，都在朝着着便于用户操作方向发展。通常厂家在说明书中均有详细操作步骤，在使用前应仔细研读说明

书。校准前的准备：

(1)天平已处于水平状态。

(2)按说明书的要求进行预热。

(3)天平秤盘上无物品。

(4)关闭挡风窗，在天平置零的情况下进行。

下面以上海天平仪器厂JA1203型电子天平为例说明如何对天平进行外校准。方法：轻按CAL键当显示器出现CAL-时，即松手，显示器就出现CAL-100其中“100”为闪烁码，表示校准砝码需用100g的标准砝码。此时就把准备好“100g”校准砝码放上称盘，显示器即出现"----"等待状态，经较长时间后显示器出现100.000g，拿去校准砝码，显示器应出现0.000g，若出现不是为零，则再清零，再重复以上校准操作。