浅析电子天平原理及常见故障调修

宋慧霞SONG Hui-xia

（黄冈市计量检定测试所，黄冈 438000）

（Huanggang Metrological Verification Testing Institute，Huanggang 438000，China）

0 引言

电子天平是最新发展的一类天平，因其具有称量快捷、使用简便等优点，被广泛的应用于各行各业中。电子天平主要平衡原理是电磁力或者电磁力矩，能准确可靠、清晰快速的称量与显示，一般可以达到±0.1mg，同时还具有自动检测和自动校准以及超载保护等功能。电子天平核心技术是电子技术和传感器，在科技的进步下，电子天平的设计越来越复杂，规格型号存在很大的差异，一旦出现故障就会对影响各行各业的正常工作。因此必须了解电子天平的工作原理，并对其常见的故障进行了解，熟知其调修的方式，进一步保证电子天平工作质量，延长其使用寿命。

1 电子天平的主要工作原理

电子天平是天平的一种类型，不同于其他电子秤。电子天平的主要元件是传感器，其又包括了电磁式传感器与应变片式传感器。

电磁式传感器是通电导体在磁场中做切割磁场线运动，电子天平是通过其产生的电磁力进行平衡输出，其电磁力公式为：F=BLIsinQ。其中B 是磁感应强度，L 是受力导线长度，I 是电流强度，Q 是通电导体与电磁场形成的夹角，F 为电磁力。电磁式传感器由磁缸、感应线圈、支撑杠杆等组成，磁缸中心有圆柱形磁铁，内部有感应线圈，并与支撑杠杆相连。通电导体在磁场中做切割磁力线运动，能长生电磁力。位置传感器采集电子天平秤盘上的物体，引起杠杆的位置相对变化，把产生的数据转化成电信号并由伺服放大器的作用，将其加载到线圈上，这样物体的重力就会和磁场中产生的电磁力相平衡。通常情况下，通电线圈中的电流强度I 与电阻的电流强度相同，这样就确定了电阻上的电压和秤盘上的物体重量的对应关系。通过对电压信号的采集，并由A/D 数模转换和微处理器的处理，就可以在显示器上显示秤盘上物体的重量。

应变片式传感器主要工作原理是电子天平秤盘上没有放任何物体时，应变片阻值相同，通过桥式电路后输入到放大器的电压为零。如果秤盘上放有物体，应变片就会被拉伸或者受压，其阻值会根据实际情况减小或者增大，在这样的负载下经过桥式电路就会有微小的电压输入都放大器。数值放大后经过微处理器处理显示出物体的重量。

2 电子天平常见故障调修

电子天平主要由电源、电磁传感器、光电传感器、控制电路、显示器以及键盘组成，由于电子天平工作时较多的因素干扰，使得其发生失控，影响系统的正常工作。下文主要对电子天平的常见故障进行分析，并提出了相对应的调修方法。

2.1 开机自检出现“CH2”、“-E”在天子天平开机时，如果出现“CH2”、“-E”的情况，可能是因为没放好秤盘，使得感应线圈处于不平衡的位置。如果放好秤盘后仍然出现这样的情况，可以用手对秤盘轻轻的按压，那么感应线圈的恢复力会使得秤盘重新回到平衡位置。如果感应线圈没有电源，控制电路就会失去平衡，导致支撑杠杆弹片断裂。

2.2 开机无显示或者出现一条横杠 出现开机无显示时，首先应该检查外部用电外界，220V 电源和电子天平专用电源变压器是否正常，电源插头是否与天平连接好，天平与PC 或者其他设备连接时，没有用RS232 电缆烧毁了电子天平控制电路上的CPU。若排除了以上外界的情况，可以打开天平的上盖，检查是否有异物影响了支撑杠杆，弹簧片是否变形严重，甚至是断裂。如果使用不注意，磁缸内部可能会有微粒粉尘掉入，使得感应线圈无法灵活地活动。

2.3 不稳定、不回零 在使用过程中，如果电子天平出现不稳定、不回零的情况，可能是①对天平预热的时间不够，使得天平温度和湿度没有达到标准，有气流产生；②应该检查被称量的物体或者容器本身的温度湿度变化，本身是否带有磁性物质或者静电；③电子天平秤盘屏蔽环安装不正确，也会使得天平工作不稳定，重复性差；④检查控制电路是否工作正常；⑤称重传感器工作是否有异常。

2.4 无法执行外校 电子天平无法执行外校，可能是①天平摆放的位置不稳定；②天平操作没有正确的设置菜单；③天平秤盘上放置有一定的重物；④天平零点偏移，需要重新调校。

2.5 天平无法执行内校准 在使用电子天平过程中，可能会出现天平无法执行内校准的情况，除了天平不具备这项功能外，还有的可能是①天平摆放不稳定；②天平操作没有设置正确的菜单；③秤盘上放有一定的重物；④天平砝码没有抬起，这项故障与外校准相似。

2.6 天平四角误差较大 天平四角如果出现较大的误差，①首先应该检查传感器的弹簧片是否出现变形；②调整传感器的螺母，传感器左右对称，螺母被调整后也可以相互对称。可以调整左右误差，以顺逆时针旋转两个螺母，在调整过程中用规定的砝码对左右螺母误差进行不断的测量，直到误差满足为止。然后调整前后误差，和左右调整相似。两方面调整完成后，再对其进行相应的调整，以保证四角误差较小。

2.7 天平线性差 ①天平四角误差较大；②称重传感器是否工作异常；③重新校准线性。

2.8 显示“L”在使用过程中，如果显示器显示“L”，①可能是没有放秤盘；②如果最大称量值的重物也显示“L”，那可能就是称重传感器或者控制电路的问题；③在向天平逐渐放上重物的过程中，“L”会慢慢消失，那么称重传感器就没有问题，重新调整校准零点即可。

2.9 称重使显示“H”①预负载值超差，需要重新调整；②秤盘上需要称量的重物超过了天平称量允许的最大值；③带有内校功能的天平内校砝码没有抬起；④电子天平零点偏移，需要重新调整。

2.10 天平无法与PC 通讯 当电子天平无法与PC 进行通讯时，检查①天平与PC 连接电缆是否有问题；②天平如果处于BPI 接口，需要设置为SBI 接口；③天平与PC接口参数没有设置正确。

2.11 无法称到满载 这种情况与天平无法回零相似，可能是因为小信号输入范围发生了变化。按照无法回零的方式如果不能找到问题，就先检查供电电源、A/D 电路是否正常，再检查称重传感器的输出。

2.12 天平工作时反应较小甚至没有反应 出现这样的情况，可能是①连接传感器线圈的金线断裂；②传感器线圈出现了短路；③控制电路存在一定的问题。

2.13 维护保养 电子天平使用完后需要及时的清扫天平内外，定期用酒精或者丙酮擦洗秤盘及防风罩，以保证玻璃门能正常开关。

3 总结

本文主要对电子天平的主要原理和常见的故障进行了分析，并提出了相应的调修方法，这对电子天平的使用、检测、维修保养有重要的意义。因此在使用电子天平时，要学会常见故障的鉴定，并及时给予维修，保证电子天平的正常工作。

[1]蔡朝容.TG328A/TG328B 型分析天平常见故障调修及使用规范[J].柳州职业技术学院学报，2008，02：86-90.

[2]朔州市质量技术监督检验测试所 赵锦琍.电子天平的原理及使用中的故障分析与排除[N].科学导报，2010-05-31023.

[3]张晓飞.电子天平的正确使用及常见故障处理[J].浙江冶金，2009，04：1-2.