1、電子天平的原理

高精度電子天平通常采用電磁力平衡式傳感器電磁感應式電子天平與電子秤不同。電子秤是使用電子天平是利用電磁力平衡的原理進行設計的。根據電磁力公式：F=BLIsin（1）其中：F為電磁力；B為磁感應強度；L為受力導線的長度；I為流過導線的電流；為通電導體與磁場的夾角。由公式（1）可知F的大小與B、L、I及sin均成正由於設計好的傳感器其感應線圈的規格尺寸已固定所以其B、L均不再改變而為90°故sin=1因此F的大小與I成對應關係。

電子天平主要組成部分有：電源、電磁力平衡式傳感器、光電傳感器、鍵盤和顯示器、控製電路。電子天平的基本工作原理是天平空載時電磁力平衡式傳感器處於平衡狀態。加載後感應線圈的位置發生改變。光電傳感器中的光敏三極管所接收的光線強度的改變其輸出電流也改變該變化量經微處理後控製電磁線圈的電流大小使電磁力平衡式傳感器重新處於平衡狀態。同時微處理器將電磁線圈的電流變化量轉變為數字信號迅速在顯示屏上顯示出來。

2、電子天平的檢定

根據檢定規程要求電子天平的檢定項目應為9項檢定內容主要包括：鑒別力、靈敏度、各載荷點最大允許誤差、重複性、偏載檢查（四角誤差）和配衡功能檢查等。根據被檢天平的具體情況並非每一項內容都需要檢定具體的檢定項目需要由電子天平的準確度級別和檢定分度值決定但對於日常周期檢定來說主要進行以下幾項驗定：

2.1鑒別力的檢定。對電子天平隻有鑒別力是有意義的因而不存在靈敏度的檢定問題。對鑒別力的檢定比較嚴謹的方法是：先將相當於檢定載荷(規程指出載荷選用空載、全載或二者中一種)示值L的砝碼加在天平盤上(其中有10個d/10的小砝碼)然後逐個取下d/10的小砝碼至顯示值變為L-d時再加上一個d/10的小砝碼此時將質量為1.4d的砝碼輕輕加到稱盤上顯示值應變為L+d。但在一般情況下在用電子天平的鑒別力不會有問題所以多數情況下可以直接用質量為1.4d小砝碼試一下即可對於d≤1mg或e＞2d的電子天平規程中說明允許免檢其鑒別力。

2.2各載荷點最大允許誤差的檢定。電子天平的最大允許誤差是指天平的線性度(或稱線性誤差)它與天平的準確度等級和稱量有關目的是判定天平的示值誤差是否在規程規定的範圍之內。要求選取檢定點外還應根據被檢電子天平的e與d關係來確定是否應該對每一被檢點采用附加小砝碼尋求數字轉換點的方法來找到該檢定點的實際模擬值以確定其示值誤差。

2.3天平重複性誤差的檢定與計算。重複性是描述電子天平在相同的測量條件下同一載荷多次稱量結果之間的差值是衡量電子天平能否提供一致結果的能力。重複性檢定在空載和加載狀態下進行測定次數應根據電子天平準確度級別的不同而異檢定過程及數據處理方法按非自動天平檢驗規定進行對e≥5d的電子天平則可以省略用附加小砝碼尋求數字轉換點進行湊整計算過程直接用天平示值減去砝碼質量值來計算重複性誤差。對重複性誤差可用極差法或標準偏差法來評定但以極差法常用。

3、電子天平的校正

衡量一台電子衡器合格與否還需綜合考慮其它技術指標的。因存放時間較長位置移動環境變化或為獲得精確測量電子衡器在使用前一般都應進行校正操作。校正方法分內部校正和外部校正兩種。目前市場流通校正方法多種多樣各個電子衡器生產廠家對此方麵的研發各不相同都在朝著著便於用戶操作方向發展。通常廠家在說明書中均有詳細操作步驟因為電子衡器的校正較為專業如果不仔細研讀說明書很容易忽略.校準方法分為內校準和外校準兩種。校準前的準備：

（1）天平已處於水平狀態；

（2）按說明書的要求進行預熱；

（3）天平秤盤上無物品；

（4）關閉擋風窗在天平置零的情況下進行。

下麵以慈溪天東衡器廠的HX型電子天平為例說明如何對天平進行外校準。方法：輕按CAL鍵當顯示器出現CAL-時即鬆手顯示器就出現CAL-100其中“100”為閃爍碼表示校準砝碼需用100g的標準砝碼。此時就把準備好“100g”校準砝碼放上稱盤顯示器即出現“——”等待狀態經較長時間後顯示器出現100.000g拿去校準砝碼顯示器應出現0.000g若出現不是為零則再清零再重複以上校準操作。

4、影響電子天平質量控製的因素

4.1預熱。天平的預熱時間是保證天平示值穩定的關鍵。預熱時間的長短除與天平的檢定分度值和檢定分度數有關規程第18條規定天平檢定前應預熱0.5h以上但0.5h以上多長的預熱時間比較合適這時就要根據各天平使用說明書上的要求同時天平的預熱和天平的精度有密切的關係。電磁力平衡式傳感器的溫度變化主要來源於環境溫度的變化和過流元件的發熱。電子天平的基本工作原理的平衡一旦失衡利用電磁力將天平重新拉回平衡。這個電磁力是由流經線圈中與物體質量成正比的電流在永久磁鋼的磁通B、流經線圈中的電流I及線圈長度L成正比。當天平處於預熱階段時隨著內部溫度升高磁通B會逐漸下降同時I也會減小這樣就導致F變小天平失去平衡示值會呈現正的單方向漂移。電子天平在稱量前要充分預熱。經過充分預熱使磁鋼達到熱平衡這一變化過程結束天平才達到平衡。再利用置零、去皮功能使顯示置零此時天平才處於真正可使用狀態。

4.2預壓。天平在停止工作一段時間後可能進入休眠狀態為使天平盡快進入工作狀態檢定前最好用砝碼多次加載否則天平進程示值與回程示值之差將明顯增大加載時不必在意稱量結果和回零情況。

4.3重力加速度的影響。電子天平主要采用電磁力平衡式傳感器實現被測質量向重力再向電流信號的轉換其測量結果與重力加速度密切相關。而重力加速度的大小與天平使用地點的緯度、海拔高度、地殼密度、地下水變化等諸多因素有關是隨地點而變的。因此電子天平必須根據天平的使用地點實施重力加速度補償。內置校準砝碼補償方法及其不足。目前的電子天平普遍采用內置校準砝碼的補償方法，即在電子天平內部設置一個校準砝碼，通過對校準砝碼的稱量得出當地的g值。這種補償方法需要增加電子分析天平的機械加載機構和自校專用砝碼，因此提高了產品成本和工藝複雜性。

外附校準砝碼補償方法。將校準砝碼改為通用標準砝碼，作為電子分析天平的附件，直接通過稱盤加載稱量，可進行重力加速度的自動校準，實現重力加速度對天平稱量影響的自動補償。由於外附校準砝碼的準確度能夠得到保證重力加速度的補償精度高，已獲得廣泛應用。

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