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[ 文章编号 ]1003- 5729（2009）06- 0030- 04电子天平显示值漂移问题的解决上海精密科学仪器有限公司科技开发中心天平室张民慧[ 摘 要 ] 本文分析介绍了电子天平显示值漂移产生的原因及调修的方法。导致电子 天平显示值漂移的主要原因有物理因素、电子天平称重传感器系统产生的影响、电子天平零 位检测器产生的影响、电子天平硬件线路中元器件漂移产生的影响等。电子天平显示值漂移 的修正主要通过合理装配、可靠的生产工艺、硬件线路的补偿及软件修正等方法。[ 关键词 ] 电子天平；显示值漂移；影响因素；修正方法[中图分类号] TH715.1+16[文献标识码] B1引言2009随着现代电子技术和微电脑技术的迅速发展， 世界上几个发达国家率先把电子高新技术应用到天 平领域，出现了电子天平。把微型电子计算机技术 应用于天平，使天平达到了高度的智能化。从上世 纪七十年代末期出现世界上第一台电子天平起，短 短三十几年中，发展出了各种规格、门类齐全的系 列电子天平，广泛应用于各行各业的质量计量。我年 国电子天平的发展紧随发达国家之后，于上世纪八 第十年代初期开始，现已形成规模化生产并广泛应用 38到国内各领域，同时也部分出口到世界上许多国 卷 家。在开发和生产领域保证电子天平计量性能的一第6个关键技术就是克服电子天平显示值的漂移问题， 期 这对于电子天平能够获得精确读数是至关重要的。2显示值漂移的原因2.1电磁力平衡电子天平 电子天平一般分为分析电子天平和精密电子天平。分析电子天平是常量天平、半微量天平、微量 天平和超微量天平的总称；精密电子天平是准确度 级别为Ⅱ级的电子天平的统称。目前国内外无论是分析电子天平还是精密电子 天平，其天平的原理大多采用的是电磁力平衡技术（当然一些准确度级别差的电子天平也采用了应变片式传感器平衡原理）。电子天平的电磁力传感器 和模拟微机电子线路组成一个闭环自动调节系统， 由软件程序协调命令，处理操作，见图 1。当秤盘上加上被称物时，传感器的位置检测器 信号发生变化，该信号通过调节反馈使传感器线圈 中的电流增大，该电流在恒定磁场中产生一个反馈 力与所加载荷相平衡；同时，该信号通过调节和滤 波、模／数转换送入微处理器，进行软件程序运算 处理，最后由显示器自动显示出被称物的质量数 值。2.2显示值漂移的产生 由上所述电磁力平衡电子天平是机电综合产物。作为综合产物，这一精密仪器无论是在设计开 发过程，还是在生产制作过程中的哪一个环节出现 差错，都可能导致电子天平显示值漂移的产生。引 起电子天平显示值漂移的主要原因归纳如下：2.2.1磁钢 由上所述，电磁力平衡原理是电子天平传感器的磁钢中，通过磁场产生一个反馈力与所加载荷相 平衡，可见磁钢中线圈的电流与载荷称量成正比。 因为通过线圈的电流产生了热效应，所以磁钢中的 温度在不断的变化。由于磁钢具有负温度系数的特 征，因此磁场强度随磁钢温度的上升而下降，反之 则上升。这种波动直接影响了反馈电磁力的大小， 30 图 1引起了电子天平显示值漂移，从而关系到称量的准 确性。可见，电子天平对磁钢的要求是温度系数越低 越好。在磁钢的生产制作中，其材料成分的比例和 加工的工艺也直接关系到了磁钢的性能—温度系 数的大小。反映在电子天平中，就产生了显示值漂 移。2.2.2传感器 传感器是一种载荷接收装置，见图 1，这种装置包括秤盘，用两对三角形或梯形导向装置与挠性轴 承连接 （高性能簧片） ①、②。采用这种方法只能 平行垂直运动，运动幅度小、灵敏度高，配上四角 调节装置，可解决四角测量误差。由磁钢底板③、 磁钢④、磁钢头⑤、外套⑥构成磁路装置。在线圈 骨架上绕制一定长度的导线组成补偿线圈⑦，把补 偿线圈安装在磁路装置的间隙中与杠杆连接⑧，再 由挠性轴承把杠杆同基座连接组成一个传动机构。 由此可见，这个传动机构实质上是一个精密仪器装 置，不但对各个零件的加工有严格的规定，而且每 个零件之间的装配也有非同寻常的要求。零件加工 材料和工艺过程的不妥以及零件的装配不当产生的应力是电子天平显示值漂移的主要原因。 尤其要指出的是，传感器在电子天平工作中，2009伴随着机械零件的热胀冷缩也是造成电子天平显示 值漂移的原因之一。2.2.3硬件电路 目前电子天平达到了高度的智能化，硬件电路年包含模拟线路和数字线路，由零零种种的电子元器第 件构成。而模拟线路中当温度等其它因素变化时， 38不可避免地产生了输出信号的漂移，最终导致了电卷子天平显示值的漂移。第分析放大电路中产生零点漂移的原因很多，如6电源电压不稳定、元器件参数变值、环境温度变化期 等。其中最主要的因素是温度的变化，因为晶体管 是温度的敏感器件，当温度变化时，其参数 UBE、 β、ICBO 都将发生变化，最终导致放大