电子天平的误差及保证其称量准确度的剖析

谢文

（兴安县计量检定测试所，广西桂林，541300）

1 电子天平的主要工作原理分析

电子天平主要使用的是当前比较先进的电子控制技术，通过对电磁力平衡原理的应用，实现了物体的精确称重。也就是在对物理质量进行测量的时候，通过电磁力和被测物体实现力平衡的原理，实现了物体重量的准确称量。当在秤盘上放上重物或者是拿下重物的时候，天平会产生相应的不平衡的状态，在这个过程当中可以通过位置检测器，检测到线圈的电磁圈中的实时位移状况，通过对电磁力的有效补偿使其产生电流上的变化，并且通过数字的方式来对称重物体的重量进行测量。

图1 电子天平内部工作示意图

和其他的称重天平的工作原理不同，电子天平所使用的是当前电子控制和测量技术，不管是通过任何的称重方式和使用任何的电路结构，它对物体称量基本都是依照电磁力平衡的原理。所以说，电子天平主要称量特点就是在被测物体质量不同的时候，不需要通过测量砝码的方式来进行称重工作，而是使用的是电磁力和被测物体重力相平衡的方式来进行测量[1]。

电子天平的秤盘支架和线圈进行了连接，并且线圈的位置处于磁场当中，在其称量的过程当中，其中被测物体的重力通过连接杆支架产生的作用，在线圈内部产生一定的磁通量，这个时候在磁场当中要是存在电流通过的时候，可以将线圈内部产生的电磁力F方向向上来表示为：

在该式当中：k为常数（和使用单位存在一定关系）；B为磁感应强度；L为线圈的中导线的长度；I是通过导线线圈导线电流的实际长度。电磁力F与秤盘上的被测物体重力大小的是相同的，方向实现相反来达到平衡的状态，同时在弹簧片的作用下，使得秤盘的质量可以恢复到之前的位置上，也就是在对磁场实施处理的过程当中，对内部线圈的电流I和被测物体的重量成反比的情况，因此，要测量出电流中I就可以具体得到称量物体质量m。要是电子天平的秤盘上加上或者是除去被测物体的时候，电子天平就可以产生相应的平衡状态，在通过防止的检测器或者是在线圈内部的电磁圈产生的瞬间位移之后，通过对PID的调节之后，使得电子天平可以产生一个变化量的电磁力，和被测物体的实际重量相抵消之后，使得线圈可以恢复到之前的位置上，进而达到一种全新的平衡状态，这也是电子天平电磁力自动补偿的电路原理。

2 影响电子天平称量结果精确性的主要原因

2.1 电子天平存放的时间过长

电子天平本身就属于一种精密的电子仪器，要是存入时间过长，就会造成其内部电子系统产生一定的误差，进而造成实际的称量结果出现了明显的误差。所以说，在使用电子天平实施称重的过程当中，必须要将电子天平和外部环境同时处于一段时间之后，让电子天平内部的各个部件可以充分的适应实时的工作环境，最大限度上降低系统产生的误差，保证其具体的称量结果的准确程度[2]。

2.2 重力加速度影响因素

电子天平的工作原理就是通过对传感器构件的方法，将传感器本身的重力传递到内部的重力数据分析模块当中，通过对其中不同的电流信号的实施变化，进而可以测量出具体的重量数据结果，通过相关的知识可以分析出，在地球的重力加速度在不同的区域范围内的大小是存在一定差异的，所以说，在进行一些精确性非常高的物体称重的过程当中，所使用的重力加速度的值是不能使用规定的重力加速度的，电子天平必须要依照所测量的不同实施重点加速度来进行相应的补偿。

3 降低天平秤称量误差的主要方法

3.1 保证电子天平使用环境

要想保证电子天平实际测量结果的准确性，必须要对其在测量过程中各个方面的影响因素进行分析，电子天平的使用环境就是其中一个比较重要的问题，同时也是在使用电子天平进行测量过程中最容易被人们所忽略的问题，但是环境因素对电子天平有着非常明显的影响，所以说，在实际的测量过程当中，必须要保证对环境因素的充分重视，为电子天平的测量工作营造出一种优良的环境。

3.2 电子天平使用人员的操作要规范

在选择电子天平的时候，相关的操作人员必须要充分的考虑到电子天平的具体型号是否充分的满足称重的具体要求，并且在其实际的使用过程当中，相关的工作人员需要对称重的质量实施有效的保障，充分保证了电子天平在使用的过程当中，不会因为称重物理的质量过大而产生损坏的情况，对电子天平的精确度选择方面，还需要对所要称重的物品的性质进行分析，不能一味的要求较高的称重精确度，造成了不必要的经济投入。

4 结束语

通过本文对电子天平的误差及保证其称量准确度分析和探讨，从中我们可以充分的得出了对电子天平的精确性的影响因素是多个方面的，不能从其中单一的方面来进行考虑。在对电子天平运用的过程当中，必须要依照相关的测量步骤来进行称重，这样不但可以保证电子天平的使用寿命，同时还可以最大限度上提升电子天平的测量精确性，使其工作性能可以得到有效的提升，为人们的日常工作提供出了非常大的帮助。

参考文献

[1]王刚.电子天平示值误差原因分析及维护措施[J].科技创新与应用,2016(19):298.

[2]彭彬,李侦.试论电子天平示值误差测量结果不确定度评定[J].黑龙江科技信息,2015(19):81.

[3]陈艳燕.影响电子天平的误差因素及准确度控制措施研究[J].仪器仪表标准化与计量,2015(02):44-45+48.