哈尔滨市计量检定测试院 黑龙江哈尔滨 150036
摘要：本文首先介绍了电子天平两大类传感器的运行原理，然后重点讲述了电子天平偏载误差的调修，最后讲述了电子天平线性误差的来源及补偿方法，并重点举例讲述线性误差的调修。
关键词：电子天平；偏载误差；线性误差；调修
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，使其结构简单、功能扩大，与机械天平相比，克服了不等比性误差，增加了校准、数字显示、自动去皮、自动故障寻迹、数据输出、超载指示、故障报警等功能，具有操作简单、稳定快速、读数精度高、灵敏度高、使用寿命长等特点。电子天平现已广泛地应用于工农生产、科学实验、贸易等多个领域。
1电子天平原理
电子天平在应用的过程中，我们应该首先对电子天平运行的原理有一个比较充分的了解，然后才能在实际的操作中不断加强对其的认识。
电子天平在运行的过程中最为重要的就是传感器，传感器主要分为两大类，以下结合自己的实际经验对这两大类传感器的运行原理进行简要的分析和阐述：
1.1应变片式传感器：当秤盘空载时，电压在通过桥式电路之后，因为所有应变片的电阻
都是一致的，所以放大器中是得不到电压的，秤盘上一但加载物体，应变片就会在电荷的作用下被拉伸，这样两个应变片中的电阻就会增大，而两个应变片中的电阻就会减小，就会有一小部分的电压被传送到放大器中，并被放大，再经过微处理器的处理，被称物体的重量就会以数据的形式显示出来。
1.2电磁力式传感器：线圈置于磁缸形成的磁场之中，秤盘及被称物体的重力作用于线圈
上。在传感器运行的过程中，线圈会做切割磁感线的运动，从而产生了传感器运行中所需要的电磁力。通电后，天平充分预热，磁场强度不变，线圈长度固定，线圈产生的电磁力大小F（F=ΦIL）与电流I成正比，如果调节磁场方向使电磁力F与重力方向相反并使其与之平衡-mg=ΦIL,则物体质量与电流I成正比。位移传感器在中心位置，当秤盘上放上或取下物体时，位移传感器为了保持天平平衡，根据检出的位移信号，通过控制器改变线圈的电流大小直到线圈回到中心位置，这个电流改变量通过放大器的放大，和微处理器的处理，就可以准确地以数据的形式显示出物体的实际重量。目前，市场上多采用电磁力式传感器电子天平。
在电子天平运行过程中，非常容易出现偏载误差和线性误差，这些误差会给实际的测量工作带来很多的不便，所以一定要采取相应的措施对其进行调修。
2偏载误差的调修
取最大量程1/3的砝码，放置在秤盘中、前、后、左、右 位置，各点的示值误差均应满足最大允许误差要求，若有超过最大允差的，就要对天平进行调修。方法如下：
2.1取最大量程1/3的标准砝码。
2.2砝码要放在天平秤盘外侧的边缘位置。
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2.3取出称量过程中需要的所有工具，这时可以看到两个黑色的胶帽，将他们取出来，用小螺丝刀对其进行适当的调整，这样就能很好地对称重传感器的轴线进行适当的调整。
2.4对三点数据进行测量，将秤盘的支撑秤盘和补偿圈放回到原来的位置，按要求放置和读数、显示出各点的偏差。
2.5用小螺丝刀对误差值最大的天平偏载误差调节孔内的调节螺母进行适当的调整，如果误差值为正，将螺丝刀按逆时针旋转，如果误差值为负，就应按顺时针方向旋转。反复调整，直到误差数值调整到规定的最大允差以内。
3线性误差的调修
3.1 线性误差的来源和补偿
电子天平本身的放大量与显示值不成线性变化，而是有偏差，就是线性误差，其主要来源是由磁铁产生的磁力线的非线性引起的，这个是不可能避免的，只能选用线性误差系数小的组件以使线性误差达到最小值。为了保持天平的精度，可以在以下三个方面对天平进行线性补偿调整:
3.1.1 可以调节自动跟踪补偿电路的可变电阻，从而调节补偿电压幅度，以配合线性误差深度，使其输入模数转换器的是一个没有偏差的仿真信号。
3.1.2 利用软件进行线性补偿调整，采用五点线性砝码补偿方式，利用线性补偿电路产生一条补偿线达到补偿目的，该补偿线与磁铁和原有放大器相反。天平出厂时线性调整在不大于3d的范围内，用户使用一段时间后会有轻微的偏差出现，就要调整线性补偿，从而改变补偿曲线，维持输出精度。
3.1.3 为了保持天平的准确度，使线性误差满足检定规程的要求，也可以利用微分的形式，把测量点尽可能多地分成几段，使每个测量点的误差尽量最小，把得到的误差连成线，便可形成弧线，弧线越短，越接近于直线，误差就越小，线性就越好。
3.2 线性误差的调修
现以一台最大秤量为200g，实际分度值为0.1mg的电子天平为例讲述电子天平线性误差的调修。按电子天平检定规程要求选取测量点，并逐点检定。（1）天平空载时，显示0.0000g （2）加载至100g时，显示100.0004g （3）再加载100g到最大秤量，显示200.0013g ，则线性误差为+1.3e （4）卸载到100g时，显示100.0005g，则线性误差为+0.5e，判断天平线性误差为+1.3e（超差）。调修方法：电子天平外罩显示器底下左面有个小黑胶盖，取下黑胶盖，看见小孔里面的可变电阻，再放上200g砝码，还显示200.0016g，还是超差，这时用起子调节可变电阻，反复调整使其显示值为200.0000g或误差在±1.0e范围内，说明线性已调好。
4 结束语
偏载误差和线性误差调整都应缓慢进行，如果发现误差过大，可能是以下3个因素所致：
弹性簧片变形，必要时可以更换；上下支架和立柱的安装不平等，若偏差太大应该重新装配，检查各紧固件是否出现松动现象并进行固定。
电子天平是一种高精度的测量仪器，对偏载误差和线性误差的有效控制能够更好地保证天平的测量精度，在实际工作中我们还应掌握一些电子天平误差的调修方法，这样才能保证电子天平的功能正常发挥，提高计量检定工作的准确性。
参考文献:
[1]胡建波. 电子天平误差调修[ ]. 中国计量，2017年第5期：111~112页.
[2]孟高建. FA和JA系列电子天平的四角误差和线性误差的调修[ ].中国计量，2007年第5期：86页.
[3]王雪奎. 电子天平的线性检定方法[ ].计量技术，2005.No6(2005年第6期)
[4]刘强，薛靓. 电子天平原理及四角误差和线性误差的调修[ ].中国测试技术，2007年11月第33卷第6期.
论文作者:底莹
论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期
论文发表时间:2018/4/3
标签：误差论文; 电子天平论文; 线性论文; 秤盘论文; 天平论文; 传感器论文; 线圈论文; 《防护工程》2017年第34期论文;