天平各部分的名称及作用,天平的工作原理和用法
1.原理和结构
电子天平是最新一代的夭平。它是利用电子装置完成电磁力补偿的调节,使物体在重力场中实现力的平街,或通过电磁力矩的调节,使物体在重力场中实现力矩的平衡。常见电子天平的结构都是机电结合式的,由我荷接受与传通装置、测量与补偿装置等部件组成.可分成顶部承载式和底部承載式两类。
电子天平的控制方式和电路结构有多种形式,但其称量依据都是电磁力平衡原理。现以上海天平仪器厂生产的MD系列电子天平(见图2-28)为例,加以说明。
根据电磁基本理论,通电的导线在磁场中将产生电磁力或称安培力。力的方向、磁场方向、电流方向三者互相垂直。当磁场强度不变时,产生电磁力的大小与流过线国的电流强度成正比。
秤盘通过支架连杆与线圈相连,线圈置于磁场中,且与磁力线垂直。秤盘及被称物体,采用弹費片支承,秤盘及被称物的重力通过连杆支架作用于线圈上,方向向下。线国内有电流通过,产生一个向上作用的电磁力,与秤盘重力方向相反。若以适当的电流流过线圈,使产生的电磁力大小正好与重力大小相等,则二力大小相等,方向相反,处于平衡状态,位移传感器处于预定的中心位置。当秤盘上的物体质量发生变化时,位移传感器检出位移信号,经调节器和放大器改变线圈的电流,直至位移传感器回到中心位置为止。通过线圈的电流与被称物的质量成正比,可以用数字的形式显示出物体的质量.
单模块传感器制造技术始于20世纪90年代初,该项新技术已成功地应用于电子天平中。最新一代单模块传感器,运用当今最先进的高精度电火花线切割加工技术,选用高强度的航空铝合金材料。它不但大大减少了零部件的个数,更使新一代单模块传感器天平的最高分辨率达1/2000,是同级传统电磁力天平的10倍。
最新一代单模块传.感器具有很强的过載保护能力,并且具有防側面冲击的安全锁定装置,天平抗瞬间冲击力高达100kg,因而使采用该项技术的天平的开箱合格率大大提高。
此外,釆用该传感器的夭平维修相当方便,且费用较低。
上海第二天平仪器厂生产的电子天平介绍如下。
(1)MA系列电子分析天平：适用于高精度称量分析之用。其型号规格见表2-52。
此天平带自动校正,故障自査,去皮等智能化功能,含RS232输出接口。
(2)MP系列上皿式精密电子天平：其型号规格见表2-53。
带上下限报書,计个数,百分比运算,去皮等功能。
(3)Y系列应变片上皿式电子天平：具有反应快、体积小、价格低等特点。其规格型号见表2-54.
(4)WP系列微量电子天平：适用做小质量分折及传递小质量标准砝码之用。其规格型号见表2-55。
2.电子天平的特点
(1)电子天平支承点釆用弹簧片,不需要机械天平的宝石、玛瑙刀与刀承,取消了升降框的装置,采用数字显示方式代替指针刻度式显示,以及采用体积小的大集成电路。因此,电子天平具有寿命长、性能稳定、灵敏度高、体积小、操作方便、安装容易和维护简单等优点。
(2)电子天平采用了电磁力平衡原理,称量时全量程不用砝码,放上被称物后在几秒钟内达到平衡,显示读数。有的电子天平采用单片微处理机控制,更可使称量速度快、精度高、准确度好。
(3)电子天平还具有自动校正、累计称量、超载指示、故障报警、自动去皮重等功能,使称量操作更便捷。
(4)电子天平具有质量信号输出,可以与打印机、计算机联用,可以实现称量、记录、打印、计算等自动化。它具有RS232C标准输出接口。同时也可以与其他分析仪器联用,实现从样品称量、样品处理、分析检验到结果处理、计算等全过程的自动化,大大地提高了生产效率。
上海天平仪器厂生产的,与该厂所产MD、FA等系列电子天平配套的电子天平数字记录器,具有定时打印、称量单位转换(克、克拉、盎司等互换)、四则运算、比率、增减额等混合运算、自编记录数、累加及百分比等功能,以油墨滚动串行打印,印字速度为1.3行/s。
由于电子天平具有以上特点,现已在教学、科研、生产单位中获得广泛应用。
3.电子天平操作程序
(1)调水平：调整地脚螺栓高度,使水平仪内空气气泡位于圆环中央。
(2)开机：接通电源,按开关键l0N/0Ilil直至全屏自检。
(3)预热：天平在初次接通电源或长时间断电之后,至少需要预热30min。有的型号需预热2.5h以上。为取得理想的测量结果,天平应保持在待机状态。
(4)校正：首次使用天平必须进行校正,按校正键四,天平将显示所需校正砝码质量,放上砝码直至出现g,校正结束。
(5)称量：使用除皮键四,除皮清零。放置样品进行称量。
(6)关机：天平应一直保持通电状态(24h),不使用时将开关键关至待机状态,使天平保持保温状态,可延长天平使用寿命。
4.电子天平的种类
常见的电子天平有上皿电子天平、电子分析天平、电子微量天平等见表2-64。