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1、中南大学 物理与电子学院浅析天平、弹簧秤和电子称对中午测量的误差 学生姓名： 梁其中 学 号： 1404110520 专 业： 电信 年 级： 1103班 学校： 中南大学 目 录论文摘要与关键词（1）一、天平测量的误差分析（2）二、弹簧秤测量的误差分析 （4）三、电子称测量的误差分析（5） 【论文摘要】测量是一个认知的手段，对人类历史的发展起着不可磨灭的巨大作用。在我们日常生活中，对重量、长度、时间的测量最为频繁，而对于重量的测量我们最常用到的测量工具的是天平、弹簧秤和电子称，它们都有它们各自的优缺点，对的测量对象和测量精度要求的不同而使用不同的工具。众所周知，对于每个测量单位有各自的标准，
2、测量工具对实物五的测量值与实物的真实值的差就是测量误差，而说到误差，又可以分成很多种，有系统误差，偶然误差等，物理实验离不开对物理量的测量，测量有直接的，也有间接的。由于仪器、实验条件、环境等因素的限制，测量不可能无限精确，物理量的测量值与客观存在的真实值之间总会存在着一定的差异，这种差异就是测量误差。误差与错误不同，错误是应该而且可以避免的，而误差是不可能绝对避免的。接下来我就来浅析天平、弹簧秤和电子称对中午测量的误差。【关键词】测量工具误差避免 一.天平测量的误差分析天平和其他仪器一样,存在着误差问题,现在我们对托盘天平常出现的几种误差做一分析总结.1.托盘天平准确值或准确度的分析准确值或
3、准确度是指天平能准确称量物体的最小值.托盘天平的准确值为0.1g,是指托盘天平称量物体时,其值整数位和小数点后面第一位是准确的,而小数点后面第二位是不准确的.2.物体和砝码放反后的误差分析正确称量时,左边放物体,右边放砝码,则M物=M砝+M游,即物体的正确质量.当物体和砝码放反时,则有两种情况:其一是未使用游码,其二是使用了游码.(1)未使用游码的情况根据M物=M砝+M游,未使用游码时,M游=0,物体和砝码放正确时M物=M砝,而放反后则M砝=M物,因此称量值是准确的.(2)使用游码时的情况放反后,右边是物体,左边是砝码,如果仍按正确读法读数,则M物=M砝+M游,是不准确的,因为此时的平衡关系应
4、为M砝=M物+M游变形得M物=M砝-M游,称量值M物与实际值M物的关系是-得M物=M物-2M游,放反后称量值偏大.3.称量前游码回零,但未调平的误差分析 游码回零未调平时有指针偏左、偏右两种情况.(1) 指针偏右说明右盘相对于左盘重一些,称量值偏小.(2) 指针偏左说明左盘相对右盘重,称量值偏大.4.游码未回零的误差分析 游码未回零但调平的误差分析.游码未回零但调平时,设称量前游码的示数为a克,称量后游码的示数为b克,其等式关系应为M物+a=M砝+b,M砝+b为称量值,称量值偏大.变形式为M物=M砝+(b-a),即在称量时称量物体质量的游码质量不是b克,而是(b-a)克.5.称量前游码未回零,
5、也未调平的误差分析1)游码未回零指针偏左 指针偏左表明左边质量比右边质量大,右盘的称量值大于实际值.(2)游码未回零指针偏右 指针偏右,表明右边质量比左边质量大,设左盘质量为x克,右盘质量为y克,此时游码质量为a克,则有xM砝+b(称量值),即称量值小于实际值;xy,即左盘质量大于右盘质量.游码若回零,指针指向左盘。6.砝码生锈误差分析如果砝码生锈，则其质量变重了。举例说明：一个50克的砝码生锈后质量变为52克，我们只有在左盘上放一个52克的物体才能与砝码平衡，但砝码上标明的还是50克，也就是说52克的砝码称出来后只有50克，称出来物体的质量偏小了！ 2. 弹簧秤测量的误差分析利用弹簧在被测物
6、重力作用下的变形来测定该物质量的衡器。弹簧具有受力后产生与外力相应的变形的特性。根据胡克定律，弹簧在弹性极限内的变形量与所受力的大小成正比。称重时，弹簧变形所产生的弹性力与被测物的重量(重力)相平衡，故从变形量的大小即可测得被测物的重量,进而确定其质量。弹簧秤的称量可从1毫克到数十吨。其中,载荷在2mg以下的，采用石英丝弹簧；载荷在5g以下的，采用平卷弹簧；载荷量更大的，采用螺旋弹簧和盘形弹簧。常见的弹簧秤是使用螺旋弹簧制成的弹簧案秤。从图2中可看出,在被测物放入秤盘后，螺旋弹簧在被测物重力作用下被拉伸，拉伸时通过杠杆装置使齿条作直线运动而带动齿轮指针轴旋转。当弹簧被拉伸产生的弹性力与被测物重
7、力平衡时，指针就在刻度盘上指示被测物的重量值。弹簧秤具有结构简单、读数直观的优点。但因弹簧具有弹性滞后的特性，且易受温度等外界条件变化的影响，故其准确度、灵敏度较低。此外，其称重结果还因重力加速度的不同而有所差异。使用时应注意所测的重力或力不要超过弹簧秤的量度范围，还应注意弹簧秤上的分度值，检查在弹簧秤未挂物体时指针是否指在零刻度，若不在零刻度可扭动指针进行修正。所测力的方向应沿弹簧的轴线方向。未挂物体前，最好轻轻地来回拉动挂钩几次，防止弹簧指针卡在外壳上。此外还应注意勿使弹簧和指针跟外壳摩擦，以免误差过大。3. 电子称测量的误差分析电子秤由承重和传力复位机构, 称重传感器, 电测装置( 二次
8、仪表) 等三部分组成。承重和传力机构是被称物体与转换元件之间的机械传力系统, 又称电子秤的秤体。一般包括接受被称物体载荷的承载面, 秤桥结构、吊挂连接部件和限位减震机构。称重传感器是由非电量( 重量) 转换成电量的转换元件, 它要求输出电量与输入重量保持单值对应, 并有良好的线性关系, 有较高的灵敏度, 对被称物体的状态的影响要小, 能在较差的工作条件下工作,有较好的频响特性和较小惯性, 稳定可靠。电测装置( 二次仪表) 是处理称重传感器信号的电子线路包括放大器、模/ 数转换、微处理机等和指示部件如显示、打印数据传输等部分。 被称重物或载重汽车置于秤台上, 在重力作用下, 秤台将重力传递至支承
9、头, 使称重传感器弹性体产生形变, 贴附于弹性体应变梁上的应变计桥路失去平衡, 输出与重量数值成比例的电信号, 经线性放大器将信号放大, 再经A/ D 转换为数字信号, 由微处理机( CPU ) 对重量信号进行处理后直接显示重量数据, 并可进行打印和综合管理。电子称的误差，是指称的指示值与真实值的差值。这一差值可正可负，为判断电子称在被检称量点的准确度，往往用上述误差的绝对值来评定大小，电子称本身的误差有什么产生呢？ 电子称其误差来源有下面几个方面：1.称重传感器的误差；2.电子装置的误差；3.机械承重系统的误差；4.动态干扰误差。传感器误差：以常用的电阻应变式传感器为例，其误差的来源于本身的
10、非线性，不重复性和滞后性，还有零点漂移和传感器系数的改变，上述误差，在厂家制作传感器时，都已经通过各种补偿措施将其减小到尽可能小的程度，由此，传感器的合成误差可以按均方根法合成求得。电子装置的误差：由于电子仪表的不断发展，电测部分的误差在电子称的总误差中所占的比例远小于传感器误差。机械承重系统的误差：由于此部分在力的传递过程中，包括各种摩擦力或者不恰当产生的附加力矩，造成称重误差。称重信号随时间变化的称重属动态称重过程, 在此过程使用的电子秤称为动态电子秤,反之称为静态电子秤。动态称重时, 由于被称物体处于运动过程中, 因此, 外加的不稳定因素很多。一般来说动态称重时引起的误差RDE较大, 要
11、比静态时大得多。 读书的好处1、行万里路，读万卷书。2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。3、读书破万卷，下笔如有神。4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。达尔文5、少壮不努力，老大徒悲伤。6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。颜真卿7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。8、读书要三到：心到、眼到、口到9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。10、一日无书，百事荒废。陈寿11、书是人类进步的阶梯。12、一日不读口生，一日不写手生。13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。高尔基14、书到用时方恨少、事非经过不知难。陆游15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈歌德16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。笛卡儿17、学习永远不晚。高尔基18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。刘向19、学而不思则惘，思而不学则殆。孔子20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。培根
