1.原理和結構
電子天平是最新一代的夭平。它是利用電子裝置完成電磁力補償?shù)恼{(diào)節(jié),使物體在重力場中實現(xiàn)力的平街,或通過電磁力矩的調(diào)節(jié),使物體在重力場中實現(xiàn)力矩的平衡。常見電子天平的結構都是機電結合式的,由我荷接受與傳通裝置、測量與補償裝置等部件組成.可分成頂部承載式和底部承載式兩類。
電子天平的控制方式和電路結構有多種形式,但其稱量依據(jù)都是電磁力平衡原理。現(xiàn)以上海天平儀器廠生產(chǎn)的MD系列電子天平(見圖2-28)為例,加以說明。
根據(jù)電磁基本理論,通電的導線在磁場中將產(chǎn)生電磁力或稱安培力。力的方向、磁場方向、電流方向三者互相垂直。當磁場強度不變時,產(chǎn)生電磁力的大小與流過線國的電流強度成正比。
秤盤通過支架連桿與線圈相連,線圈置于磁場中,且與磁力線垂直。秤盤及被稱物體,采用彈費片支承,秤盤及被稱物的重力通過連桿支架作用于線圈上,方向向下。線國內(nèi)有電流通過,產(chǎn)生一個向上作用的電磁力,與秤盤重力方向相反。若以適當?shù)碾娏髁鬟^線圈,使產(chǎn)生的電磁力大小正好與重力大小相等,則二力大小相等,方向相反,處于平衡狀態(tài),位移傳感器處于預定的中心位置。當秤盤上的物體質(zhì)量發(fā)生變化時,位移傳感器檢出位移信號,經(jīng)調(diào)節(jié)器和放大器改變線圈的電流,直至位移傳感器回到中心位置為止。通過線圈的電流與被稱物的質(zhì)量成正比,可以用數(shù)字的形式顯示出物體的質(zhì)量.
單模塊傳感器制造技術始于20世紀90年代初,該項新技術已成功地應用于電子天平中。最新一代單模塊傳感器,運用當今最先進的高精度電火花線切割加工技術,選用高強度的航空鋁合金材料。它不但大大減少了零部件的個數(shù),更使新一代單模塊傳感器天平的最高分辨率達1/2000,是同級傳統(tǒng)電磁力天平的10倍。
最新一代單模塊傳.感器具有很強的過載保護能力,并且具有防側面沖擊的安全鎖定裝置,天平抗瞬間沖擊力高達100kg,因而使采用該項技術的天平的開箱合格率大大提高。
此外,釆用該傳感器的夭平維修相當方便,且費用較低。
上海第二天平儀器廠生產(chǎn)的電子天平介紹如下。
(1)MA系列電子分析天平：適用于高精度稱量分析之用。其型號規(guī)格見表2-52。
此天平帶自動校正,故障自査,去皮等智能化功能,含RS232輸出接口。
(2)MP系列上皿式精密電子天平：其型號規(guī)格見表2-53。
帶上下限報書,計個數(shù),百分比運算,去皮等功能。
(3)Y系列應變片上皿式電子天平：具有反應快、體積小、價格低等特點。其規(guī)格型號見表2-54.
(4)WP系列微量電子天平：適用做小質(zhì)量分折及傳遞小質(zhì)量標準砝碼之用。其規(guī)格型號見表2-55。
2.電子天平的特點
(1)電子天平支承點釆用彈簧片,不需要機械天平的寶石、瑪瑙刀與刀承,取消了升降框的裝置,采用數(shù)字顯示方式代替指針刻度式顯示,以及采用體積小的大集成電路。因此,電子天平具有壽命長、性能穩(wěn)定、靈敏度高、體積小、操作方便、安裝容易和維護簡單等優(yōu)點。
(2)電子天平采用了電磁力平衡原理,稱量時全量程不用砝碼,放上被稱物后在幾秒鐘內(nèi)達到平衡,顯示讀數(shù)。有的電子天平采用單片微處理機控制,更可使稱量速度快、精度高、準確度好。
(3)電子天平還具有自動校正、累計稱量、超載指示、故障報警、自動去皮重等功能,使稱量操作更便捷。
(4)電子天平具有質(zhì)量信號輸出,可以與打印機、計算機聯(lián)用,可以實現(xiàn)稱量、記錄、打印、計算等自動化。它具有RS232C標準輸出接口。同時也可以與其他分析儀器聯(lián)用,實現(xiàn)從樣品稱量、樣品處理、分析檢驗到結果處理、計算等全過程的自動化,大大地提高了生產(chǎn)效率。
上海天平儀器廠生產(chǎn)的,與該廠所產(chǎn)MD、FA等系列電子天平配套的電子天平數(shù)字記錄器,具有定時打印、稱量單位轉換(克、克拉、盎司等互換)、四則運算、比率、增減額等混合運算、自編記錄數(shù)、累加及百分比等功能,以油墨滾動串行打印,印字速度為1.3行/s。
由于電子天平具有以上特點,現(xiàn)已在教學、科研、生產(chǎn)單位中獲得廣泛應用。
3.電子天平操作程序
(1)調(diào)水平：調(diào)整地腳螺栓高度,使水平儀內(nèi)空氣氣泡位于圓環(huán)中央。
(2)開機：接通電源,按開關鍵l0N/0Ilil直至全屏自檢。
(3)預熱：天平在初次接通電源或長時間斷電之后,至少需要預熱30min。有的型號需預熱2.5h以上。為取得理想的測量結果,天平應保持在待機狀態(tài)。
(4)校正：首次使用天平必須進行校正,按校正鍵四,天平將顯示所需校正砝碼質(zhì)量,放上砝碼直至出現(xiàn)g,校正結束。
(5)稱量：使用除皮鍵四,除皮清零。放置樣品進行稱量。
(6)關機：天平應一直保持通電狀態(tài)(24h),不使用時將開關鍵關至待機狀態(tài),使天平保持保溫狀態(tài),可延長天平使用壽命。
4.電子天平的種類
常見的電子天平有上皿電子天平、電子分析天平、電子微量天平等見表2-64。
