人们把用电磁力平衡被称物体重力的天平称为电子天平，其中一部分称为分析天平。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。

今天小谱就其发展史、检测原理、结构等和大家进行探讨，一文把电子天平讲通透。

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01我国“电子天平”的历史和发展我国电子天平的研究始于七十年代末，早期产品是仿制进口天平。八十年代初期，上海天平仪器厂和沈阳天平厂、常熟衡器厂及湘仪天平厂等主要厂家都已开始研制电子天平或仿制国外早期产品，但是由于技术不成熟，没有形成规模的生产能力。随着我国改革开放步伐的加快，八十年代中期，我国天平行业通过引进发达国家电子天平的生产技术，搞SKD散件组装，积累了一定经验，然后在此基础上消化、吸收其产品、技术，进行国产化研究，应用微处理器控制技术，重点攻关电磁力传感器制造技术，使我国的电子天平产品在普通称量领域快速地跟上了世界先进水平。在九十年代初期已经形成了一定的生产的规模，如上海天平厂、沈阳龙腾公司、常熟衡器厂、湘仪天平厂等，已经能批量地生产电子天平并销往国内市场。生产的电子天平称量范围从g/0.1mg到50Kg/1g。到二十一世纪近八年时间中，中国电子天平行业新厂不断涌现，随着市场的需求量不断增加，中国电子天平行业的生产能力已达到较大规模，供应国内市场并出口到国际市场。02“电子天平”的原理和结构电子天平的原理机械天平根据杠杆原理，当天平达平衡时，物体的质量即等于砝码的质量。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，在年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。电子天平的基本结构电子天平的基本结构是由秤盘、传感器、位置检测器、PID调节器、功率放大器、低通滤波器、模数转换器、微计算机、显示器、机壳、底脚等部分组成的：

1、秤盘

秤盘多为金属材料制成,安装在天平的传感器上,是天平进行称量的承受装置。它具有一定的几何形状和厚度,以圆形和方形的居多。使用中应注意卫生清洁,更不要随意掉换秤盘。

2、传感器

传感器是电子天平的关键部件之一,由外壳、磁钢、极靴和线圈等组成,装在秤盘的下方。它的精度很高也很灵敏。应保持天平称量室的清洁,切忌称样时撒落物品而影响传感器的正常工作。

3、位置检测器

位置检测器是由高灵敏度的远红外发光管和对称式光敏电池组成的。它的作用是将秤盘上的载荷转变成电信号输出。

4、PID调节器

PID(比例、积分、微分)调节器的作用,就是保证传感器快速而稳定地工作。

5、功率放大器

其作用是将微弱的信号进行放大,以保证天平的精度和工作要求。

6、低通滤波器

它的作用是排除外界和某些电器元件产生的高频信号的干扰,以保证传感器的输出为一恒定的直流电压。

7、模数(A/D)转换器

它的优点在于转换精度高,易于自动调零能有效地排除干扰,将输入信号转换成数字信号。

8、微计算机

此部件可说是电子天平的关键部件了，它是电子天平的数据处理部件,它具有记忆、计算和查表等功能。

9、显示器

现在的显示器基本上有两种:一种是数码管的显示器;另一种是液晶显示器。它们的作用是将输出的数字信号显示在显示屏幕上。

10、机壳

其作用是保护电子天平免受到灰尘等物质的侵害,同时也是电子元件的基座等。

11、底脚

电子天平的支撑部件,同时也是电子天平水平的调节部件,一般均靠后面两个调整脚来调节天平的水平。

03“电子天平”的分类

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；

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；

3、半微量天平：半微量天平的称量一般在20至g，其分度值小于（最大）称量的10-5；

4、常量电子天平：此种天平的最大称量一般在至g，其分度值小于（最大）称量的10-5；

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；

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。

04“电子天平”的性能指标

电子天平的四个性能指标

生活中大家在使用电子天平的时候，首先考虑的就是天平示值的不变性、天平的正确性、天平的灵敏性、天平的稳定性。所谓的稳定性就是指天平精度的稳定性；而灵敏度就是指天平读数的反应快慢，在这方面电子天平较机械天平具有更高的灵敏度；正确性就是指其读数的准确性；而不变性就是指天平读数的稳定性，即天平读数的浮动范围，浮动范围越小，说明其不变性越好。

一、电子天平示值的不变性

电子天平示值的不变性，是指天平在相同条件下，多次测定同一物体，所得测定结果的一致程度。对于电子天平，依然有天平示值的不变性，比如对电子天平重复性，再现性的控制，对电子天平零位及回零误差的控制，对电子天平空载或加载时，电子天平在规定时间的电子天平示值漂移的控制。

二、电子天平的正确性

电子天平的正确性，就是天平示值的正确性，它表示天平示值接近真值的能力；从误差角度来看，天平的正确性，就是反映天平示值的系统误差大小的程度。

三、电子天平的灵敏性

电子天平的灵敏性，就是天平能觉察出放在天平衡量盘上的物体质量改变量的能力。电子天平的灵敏性，可以通过角灵敏度，或线灵敏度，或分度灵敏度，或数字(分度)灵敏度来表示。对于电子天平，主要是通过分度灵敏度，或数字灵敏度来表示的。天平能觉察出来的质量改变量越小，则说明天平越灵敏，可见对于电子天平来说，天平的灵敏度依然是判定天平优劣的重要性能之一。

四、电子天平的稳定性

电子天平的稳定性，就是指天平在其受到扰动后，能够自动回到它们的初始平衡位置的能力。对于电子天平来说，其平衡位置总是通过模拟指示或数字指示的示值来表现的，所以，一旦对电子天平施加某一瞬时的干扰，虽然示值发生了变化，但干扰消除后，天平又能回复到原来的示值，则我们称该电子天平是稳定的。一台电子天平，其天平的稳定性是天平可以使用的首要判定条件，不具备天平稳定性的电子天平根本不能使用。

05“电子天平”的保养与维护

以某品牌天平为例

电子天平的维护保养

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。

电子天平砝码维护与保养

1、分析天平应按计量部门规定定期校正，并有专人保管，负责维护保养。

2、天平内应放置干燥剂，常用变色硅胶，应定期更换。

3、称量不得超过天平的最大载荷。

06“电子天平”的常见故障及排除

以某品牌天平为例

1、称量不准确的故障分析

观测内码值是否稳定，传感器各部位是否有摩擦现象，稳压电源是否稳定，运放电路是否正常，使用砝码测试秤盘四脚秤量是否平均。依照说明书指示，进一步做仪表局部分析或重量校正。

2、称重物移除后无法回到零点的故障分析

检查传感器输出信号值是否于标准内(A/D的总放大码/使用内码范围/底码范围)，如果信号值未在标准内，调节传感器可调电阻，将信号值调到标准内，如无法补偿请检查传感器是否有问题，在保证传感器输出正常(秤体稳定)情况下，锁定仪表故障，一般是放大电路及A/D转换电路发生问题，再依据电路原理逐一判断测试分析，以最终解决问题。

3、无法开机的故障

先确定非保险丝、电源开关、电源线及电压切换开关的问题所造成，检查变压器有无交流电压输入及交流电输出。如果仪表带有电池将电池取下再以AC电源开机，以了解是否为电池电压不足所造成。其次再检测整流电路、稳压电路以及显示驱动电路是否出现异常，如果这些都没问题检查处理器及附属电路是否烧坏。

4、显示乱码

将原来的显示电路拆下，换一个正常的显示电路看是否正常。如果显示正常说明显示电路出现问题，如果不正常，应检查驱动电路是否有故障，最后检查处理器显示输出的引脚是否在合理的输出范围。

5、按键不好用

先更换新按键进行测试，如新按键功能正常时，则可判定为按键接触不良，测量按键与CPU之间线路有无断路、虚焊。检查按键支座是否有接触不良现象。测量按键与CPU回路上的二极管、电阻等是否有短路、断路的情况。

6、无法称到满载

和无法回零的情况差不多，多数可能由于小信号输入范围发生了改变。按照无法回零的方法检测，如果找不出问题，就先检测供电电源、A/D电路是否正常，再检测传感器输出。

7、指针跳动

当横梁被托起时，如支点刀的刀口与刀垫间前后距离不等，则开启天平时，会产生指针跳动，可把横托架左臂前的螺丝放松，然后用手捻调节小支柱的高度，直至指针不再跳动。

07“电子天平”的使用说明及注意事项

以某品牌天平为例

电子天平的使用说明

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。

电子天平使用的注意事项

一、电子天平的心脏一重力电磁传感器簧片（一般共有六一八片〕细而薄，极易受损，且天平的精度越高，其重力传感簧片也越薄，所以在使用中应特别注意加以保护，不要向天平上加载重量超过其称量范围的物体，绝不能用手压称盘或使天平跌落地下，以免损坏天平或使重力传感器的性能发生变化，另外称量一个物体以特别是较重的物体〕一般不要超过30秒钟搬动和运输时应将称盘及其托盘取下来。

二、电子天平实际上是测量地球对敞在称盘上的物体的引力即重力的仪器，而由于地球径纬度的不同，各地的重力加速度（9-9.8m2/s〕并不相同,在使用当地其称量准确度取决于是否进行了正确的校正和校正砝码的精度，假如您发现校正好的天平，在当地称重有一定误差，这并不表示天平有任何故障，请按各型号电子天平说明书介绍的方法，用计量部门认可的标准砝码进行校正即可进行准确称量。

三、电子天平的校正方法一般分三大类：

全自动校正：内合标准砝码和电机伺服机构，只需按一个功能键即可在数十秒钟内完成校正，一般新型的万分之一克精度以上的电子天平均采用全自动校正机构;

半自动校正：内装标准砝码但无伺服机构，在进入校正程序后，需要手动加载和卸下校正码;

手动校正：天平内没有标准砝码和伺服机构需要手动进入校正程序并外加标准砝码进行校正一般精度较低的天平采用手动校正

四、电子天平是一台对环境高度敏感的精密电子测量仪器，使用时应小心操作，安装台面应无明显振动，不要敞在空调口，若这些条件不能满足，应采取一些改进措施：如变更使用地点；装上防风罩等。同时注意要调整底角螺丝，使水平指示器的气泡居中。天平未调好水平也是产生称量误差的原因之一。

08“电子天平”的常见品牌

到了这里，相信各位已经对??????????电子天平有了很深的了解。如今，电子天平的品牌都有哪些呢？最受

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