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精密电子天平基础知识

作者:下载ag娱乐 发布时间:2020-06-11 08:29 点击:

  羃 电子天平 蒁 科技名词定义 衿 中文名称:电子天平 英文名称:electronic balance 定义:以电磁力或电磁力矩平衡原理进行称量的天平。 所属学科:机械工程(一级学科);实验室仪器和装置(二级学科);天平仪器-天平名称(三级学科) 莆 螃 芈 人们把用电磁力平衡被称物体重力的天平称之为电子天平。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。 羈 螆 定义 电子天平, 用于称量物体质量。 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,结构简单、造价低,但精度有限,目前不能做到很 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。 蒄 莀 分类 肆 一、电子天平及其分类按电子天平的精度可分为以下几 类: 1 、超微量电子天平:超微量天平的最大称量是 2 至 5g, 其标尺分度值小于 ( 最大 ) 称量的 10-6, 如 Mettler 的 UMT2 型电子天平等属于超微量电子天平。 膅 2、 微量天平: 微量天平的称量一般在 3 至 50g , 其分度值小于 ( 最大 )称量的 10-5 , 如 Mettler 的 AT21 型电子天平以及 Sartoruis 的 S4 型电子天平。 膄 3 、半微量天平:半微量天平的称量一般在 20 至 100g ,其分度值小于 ( 最大 ) 称量 的 10-5,如 Mettler 的 AE50 型电子天平和 Sartoruis 的 M25D 型电子天平等均属于此 类。 莁 4、 常量电子天平: 此种天平的最大称量一般在 100 至 200g , 其分度值小于 ( 最大 ) 称量的 10-5 ,如 Mettler 的 AE200 型电子天平和 Sartoruis 的 A120S 、A200S 型电子天 葿 平均属于常量电子天平。 5 、分析天平:其实电子分析天平,是常量天平、半微量天平、微量天平和超微 量天平的总称。 蚄 羄 6 、精密电子天平:这类电子天平是准确度级别为Ⅱ级的电子天平的统称。 膈 选购 如何选择电子天平?选择电子天平应该从电子天平的绝对精度 ( 分度值 e) 上去考虑是 否符合称量的精度要求。如选 0.1mg 精度的天平或 0.01mg 精度的天平,切忌不可笼统 地说要万分之一或十万分之一精度的天平,因为国外有些 厂家是用相对精度来衡量天平的,否则买来的天平无法满 足用户的需要。例如在实际工作中遇到这样一个情况,用 一台实际标尺分度值 d 为 1mg , 检定标尺分度值 e 为 10mg, 最大称量为 200g 的 Mettler 电子天平,用来称量 7mg 的 物体,这样是不能得出准确结果的 : 在《 JJG98-90 非自动 天平试行检定规程》中规定,最大允许误差与检定标尺分 薇 度值“e”为同一数量级, 此台天平的最大允许误差为 1e, 显然不能称量 7mg 的物体 ;称量 15mg 的物体用此类天平也 不是最佳选择,因为其测试结果的相对误差会很大,应选择更高一级的天平,有的厂家 在出厂时已规定了最小称量的数值。 因此我们在选购及使用电子天平时必须考虑精度等 级。( 2 )对称量范围的要求:选择电子天平除了看其精度,还应看最大称量是否满足 量程的需要。通常取最大载荷加少许保险系数即可,也就是常用载荷再放宽一些即可, 不是越大越好。 肄 校准 ( 使用前一定要仔细阅读说明书 ) ,在检定 ( 测试 ) 中我们发现,对天平进行首次计 量测试时误差较大 , 究其原因,相当一部分仪器,在较长的时间间隔内未进行校准,而 且认为天平显示零位便可直接称量。(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, 蚅 还需综合考虑其它技术指标的符合性)。因存放时间较长, 位置移动,环境变化或为获得精确测量,天平在使用前一般都 应进行校准操作。校准方法分为内校准和外校准两种。德国生 芀 产的沙特利斯,瑞士产的梅特勒,上海产的“JA”等系列电子 天平均有校准装置。如果使用前不仔细阅读说明书很容易忽略 “校准”操作 , 造成较大称量误差。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。 (注意:为了得到准确的校准结果最好重复以上校准操作步 骤两次。)以瑞士 MettlerToledo AG 系列电子天平为例说明 如何进行天平内校准。方法如下:天平置零位,然后持续按 住“CAL”键直到 CAL int 出现为止,下述情况将在校准时显 示:天平置零、内部校准砝码装载完毕、天平重新检查零位、 天平报告校准过程、天平报告校准完毕、天平自动回复到称 重状态。1 、有的人认为在电子天平量程范围内称量的物体越 重对天平的损害也就越大。这种认识是不完全正确的。一般 衡器最大安全载荷是它所能够承受的、不致使其计量性能发 生永久性改变的最大静载荷。由于电子天平采用了电磁力自动 补偿电路原理,当秤盘加 载时(注意不要超过称量范围),电磁力会将秤盘推回到原来的平衡位置,使电磁力与 被称物体的重力相平衡,只要在允许范围内称量大小对天平的影响是很小的,不会因长 期称重而影响电子天平的准确度。 衿 维护与保养 螇 1 、将天平置于稳定的工作台上避免振动、气流及阳光照射 。 2 、在使用前调整水平仪气泡至中间位置。 3、 电子天平应按说明书的要求进行预 热。 4、称量易挥发和具有腐蚀性的物品时,要盛放在密闭的容器中,以免腐蚀和损坏 膁 电子天平。5、经常对电子天平进行自校或定期外校,保证其处于最佳状态。6 、如果电 子天平出现故障应及时检修,不可带“病”工作。 7 、操作天平不可过载使用以免损坏 天平。 8 、若长期不用电子天平时应暂时收藏为好。 芁 计量检定 利用电磁力平衡重力原理制成的天平称之为电子天 平。随着实验室应用的越来越普遍,其测量的准确性、可靠性也就愈为重要。早在19 肈 91年国家颁布实施的《JJG98-90非自动天平计量检定规程》(试行)中,对 电子天平计量检定的描述比较笼统,可操作性欠佳,这样使得从事电子天平计量检定 工 作的人员,在对规程的理解上并不十分透彻。尤其在评判一个电子天平的 “合格与否” 所掌握的尺度上不尽相同,使得仪器测量的准确性、参数的可靠性不能得到保证。为使 电子天平在实际应用中的质量得到有效控制, 本文就电子天平的计量检定以及应注意的 问题与大家共同探讨。1如何对电子天平进行分级和判定其各项允差:目前生产电子天 平的厂家比较多,有个别厂家在产品说明中未能详细的标识其性能指标,或者是标识不 规范、不统一,有的给出级别,有的不给出级别。比如有的电子天平明确了实际标尺分 度值d,而未标明它的检定分度值e,这对于使用者来说会误以为d=e,认为电子天 平能分辨出最小的值就是它本身能够称量的准确数值。而对于计量检定人员来讲,确定 电子天平的检定标尺分度值e非常关键, 因为e是用来评定其准确度级别以及最大允许 误差的依据:在计量检定中若各项参数指标的最大示值误差均不大于1d,我们确定e =d;如果各项参数指标最大示值误差均小于10d,我们确定e=l0d。有时还需 根据具体情况而定,比如当d:0.2mg时,e= 5D;d:0.5mg时,e=2d。 总之,在对检定标尺分度值的划分上应按照以下形式:1×10k或 2×10k或 5×10k, k为正整数、负整数或零)。 我们把除了e=d以外的情况都归为≠d,其中以e= l0d最为常见。 以下是根据检定分度值e来对电子天平进行等级划分及其最大允许误 差的归纳总结。 2电子天平计量性能检定的主要内容在日常的周期检定和常规的产品质 量检查中,一般需要检定以下几项内容:天平灵敏度、鉴别力的检定;天平各载荷点的 最大允许误差 (称量线性误差)的检定;天平重复性的检定;天平的偏载或 四角误差 的检定;天平配衡功能的检定。2.1电子天平灵敏度、鉴别力的检定:电子天平的灵 敏度一般指分度灵敏度,其在数值上应正好等于该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电子天平,可以免检该天平的灵敏度。当电子天平 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 缓地加放在天平称盘上时(或从其上取下),原来的天平示值必须有所变化。电子天平 各载荷点的最大允许误差的检定:首先开机预热,然后按照说明书的操作程序对电子天 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,由检定操作人员视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 级天平:100e;Ⅱ级天平:50e;Ⅲ级天平:20e;Ⅳ级天平:20e)。 (4) 影响天平误差值的“拐点”所对应的那些载荷,比如I级天平:50000e、200 000e;Ⅱ级天平:5000e、20000e;Ⅲ级天平: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: 天平示值误差,I:天平指示值,L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:电子天平实际标尺分度值, AL:在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 膆 误差均小于规程中所规定的允许误差。电子天平重复性检定: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,同时注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, 不得超过天平在该载荷时的最大允许误差的 绝 对值。电子天平偏载检定(四角误差检定):对于标准天平,试验载荷等于天平的最大 称量,其四角误差等于最大示值减最小示值。对于工作用天平,试验载荷等于天平最大 载荷的三分之一,其四角误差等于各点的示值与中心点的示值之差中的最大者。电子天 平配衡功能的检查:对于新购置的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允许误差的绝对值。电子天平在检定中需要注意的问题:如何选取 标准砝码?选取的标准砝码可以是级砝码,也可以是等砝码,但它的误差(对于级砝码 为质量允差,对于等砝码为检定精度)不得大于被检天平在该载荷下的最大允许误差的 1 ? 3。其次,标准砝码的量程能够覆盖到电子天平的最大称量范围。电子天平的免检 问题:(1)当d≤1mg的电子天平,可以免检该天平的鉴别力;(2)当e≠d的 电子天平,可免检该天平的鉴别力;(3)对于具有数字指示和自动或半自动校准装置 的天平,可以免检该天平的灵敏度。出具检定证书应规范化:电子天平检定完毕后,应 根据实际检定结果出具检定证书或检定结果通知书。 笔者认为出具证书是一项非常严肃 且应负法律责任的事情,首先格式要规范,内容须涵盖《GJB2725-96》中 “4.1”要素的全部信息 ? 校准(检定)或测试的结果应 准确、客观。 羁 计件功能 聿 利用电子天的计件功能可以快速的得出一堆物件里的单体个数。 例如某仓库新进来一批 M3 的螺母,大概数量是五千只。要知道具体的螺母个数,如果 用人工去数的话,将要花去大量的时间,而且差错率高。如果利用电子天平的计数功能 膆 则事倍功半。上海恒平科学仪器有限公司生产的电子天平的计数原理如下。取 10 个螺 母作为样品放于天平上,调出天平的计数功能,此时天平显示“10”表示当前的个数是 10 ,拿走样品天平显示“0”,然后放上一包要计数的螺母,此时天平的显示值即为该 包螺母的个数。 方便简单而且准确。 用电子天平计件要求物体的个体质量差异不能太大, 单个质量大于天平分度值的 10 倍以上。如果要计数物体比天平分度直小,则可以取 10 个样品的整数倍作为计数样品。如 2 倍、5 倍、10 倍等等,总之取样数越多,计件的准 确度就越高。最终天平的显示个数乘以倍数则为该批被测物的总件数。 薆 常见问题 1 开启问题 _ 开启后完全无显示: ( 1) 电源插座上没有 220V 电流接通交流电座;( 2 )交流适配器出错,选择适合我国工作 的 220V~ 交流适配器 (外接变压器) ; AB-S/A8-1.4v~50/60HZ6VA ; PB-S/A9.5-20VDC6W ; AB/PB/GB9.5-14.5V50/60HZ1.5VA ;( 3 ) 交流适配器烧毁,更换交流适配器; 2 开启问题 _ 开启后完全无 显示( 1)校准数据丢失,重新校准天平;( 2)瞬时干扰影响; 3 开启问题 _ 开启后完全无显示:采用内校的天平, AB-S/A , PB-S/A ;采用外校的天平, AB/PB/GB/SB ;( 1 )天平放置环境太差防风窗未关闭,改善天平的放置环境,关闭所有 蚂 防风窗( 2)校准特点: AB-S/A 天平 1 小时预热后,做第一次自动校准;第二次环境是 天平开启 2 小时后;然后天平保持通电状态 150 小时后,准时自动校准如有需要,可以 随时手动触发校准(内校)。 PB-S/A 天平开启后就自动校准,如有需要, 也可以随时 手动触发校准(内校)。AB/PB/GB/SB 只能进行外校。( 3 )校准出错:AB/PB/GB/SB 用 了错误、的外部砝码进行外校。在进入外校程序时,天平会出现一个闪动的砝码数值, 使用这一数值的砝码进行外校。( 4 ) AB-S/APB-S/A 天平显示器右上方出现“CALL”: 当显示器上出现”CALL“时,显示器使天平现在工作不准了,需要做内校了。作完内校 后“CALL”会自动消失。4 开启问题 _ 开启后完全无显示( 1 )天平放置的环境太差改善 环境; ( 2)天平菜单中的参数设置不好调入菜单后,用“RESET”功能,正确退出菜单, 回到出厂设置;( 3 )称重室内留有手的体温尽量减少这一人为因素( 4 )被称量物体的 温度未与天平达到等温将样品放置在天平旁等温。( 5)样品存在吸水性、放水性、静 电、磁性……等特性。参照“梅特勒—托利多天平正确称重 / 电子分析天平,克服上述 影响,才能正确称量和微量天平的正确使用”5 开启问题 _ 开启后完全无显示:( 1 )天 平放置的环境太差:环境因素包括:振动、气流、温度、外部磁场,必须改善上述环境, 关闭称量室的防风窗,天平才能正常工作。( 2 )天平菜单中的参数设置不好:调入菜 单后,用“RESET”功能,正确退出菜单,回到出厂设置; 6 开启问题 _ 开启后完全无显 示: 1、干燥剂的吸水和放水形成了不同方向的气流,引起了空气浮力的变化,导致称 量不稳定,应该将称量室内的干燥剂移走保持稳定的称量环境; 7 开启问题 _ 开启后完 全无显示:( 1 )未装称盘:断电后,先装正确的称盘,再开启天平;( 2)称盘错:用 符合该天平的正确称盘( 3)称盘与防风圈相碰:因安装不当产生的原因,请找出相碰 的原因重新正确安装。 膀 最新技术 产品和解决方案应用微量及超微量天平、分析天平、精密天平、大量程精密天平、 特殊用途的天平、比较器、快速水份测定仪、移液管校准工作站、软件、砝码、配件、 天平和台秤的日常测试、利用天平进行密度测定、差重称量、动态称量、滤纸称量、配 方、质量比较 & 高分辨率称量、联网和数据通信、移液器校准、实验室中的精密及分析 蒈 称量、统计过程和质量控制、防爆区域称重应用、间隔称量。 知名品牌:岛津仪器 仅供个人用于学习、研究;不得用于商业用途。 For personal use only in study and research; not for commercial use. Nur für den pers?nlichen für Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden. Pour l étude et la recherche uniquement à des fins personnelles; pas à des fins commerciales. только для людей, которые используются для обучения, исследований и не должны использоваться в коммерческих целях. 以下无正文

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