精密电子天平基础知识

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1、电子天平科技名词定义科技名词定义中文名称：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） 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。定定义义电子天平，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，

2、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。 分分类类一、电子天平及其分类按电子天平的精度可分为以下几类：1 1、超超微微量量电电子子天天平平： 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。 2 2、微微量量天天平平： 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

3、子天平。 3 3、半半微微量量天天平平： 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。 4 4、常常量量电电子子天天平平： 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 型电子天平 均属于常量电子天平。 5 5、分分析析天天平平：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。

4、6 6、精精密密电电子子天天平平 ：这类电子天平是 准确度级别为级的电子天平的 统称。 选选购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

5、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 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。 校校准准(使用前一定要仔细阅读说明书 ) ，在检定(测试)

6、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， 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 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

7、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

8、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

9、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。 维维护护与与保保养养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。 计计量量检检定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

10、越 普遍，其测量的准确性、可靠性 也就愈为重要。早在 年国家颁布实施的 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。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

11、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，而未标明它的检定 分度值，这对于使用者来说会误以为，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非常关键，因为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，我 们确定；如果各项参数指标最大示值误差均小于，我们确定。 有时还需根据具体情况而定，比如当：时，5D；：时， 。总之，在对检定标尺分度值的 划分上应按照以下形式： 110或 210 或 510，为正整数、 负整数或零）。 我们把除了以外的情况都归为 ，其

12、中以最为常见。以下是根据检定分度值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。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。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 时，可以测定其鉴别力，方法如下：在空载或加载时 处于平衡

13、状态的电子天平上，把相当于数字标尺分度值倍的一个外加载荷 （），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：（）空载。（）全载。（）最 小称量（级天平：； 级天平：； 级天平：； 级 天平：）。（）影响天平误差值的 “

14、拐点”所对应的那些载荷，比如级天平： 、； 级天平：、； 级天平： 、等。 误差计算分两种情况：（） 时，示值误差计算公式应为（： 天平示值误差，：天平指示值，天平称盘上所加载荷）；（）当时，示值 误差计算公式应为（ ?）（：电子天平实际标尺分度值， ：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

15、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：（?），（ ?）。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 ?。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：（）当 的电子天平，可以免检该天平的 鉴别力；（）当 的 电子天平，可免检该天平的鉴别力；（）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 中“”要素的全部信息 ?校准（检定）或测试的结果