拍大型合照技巧:电子天平

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）
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百科名片
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。
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，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、超微量电子天平：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、微量天平：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型电子天平。3、半微量天平：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、常量电子天平：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、分析天平：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。6、 精密电子天平：这类电子天平是准确度级别为Ⅱ级的电子天平的统称。
电子天平按传感器主要分为以下几类：    1、电磁平衡式电子天平，就是利用电磁力平衡原理而制成的电子天平。这种原理的天平．其结构复杂但精度很高。可达二百万分之一以上的精度，它是目前国际上高精度天平普遍采用的一种形式。
2、电感式电子天平，是利用差动变压器原理而制成的天平．其结构简单，精度和成本较低，它是目前广泛应用在精度要求不高的行业里的一种天平。
3、电阻应变式电子天平，是应用电阻应变式原理制造的天平，精度可达万分之一，称量范围较大，从几公斤至几十吨，适合大称量设备，如汽车衡、电子皮带秤等。
4、电容式电子天平，是利用电容原理制造的天平．其构造简单，精度较低，应用于一般要求的行业中。
选购
  电子天平
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。
校准
(使用前一定要仔细阅读说明书) ，在检定(测试)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。
维护与保养
1、将天平置于稳定的工作台上避免振动、气流及阳光照射
  电子天平
。 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。
计量检定
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越普遍，
  电子天平
其测量的准确性、可靠性也就愈为重要。早在１９９１年国家颁布实施的《ＪＪＧ９８－９０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。１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ｄ，而未标明它的检定分度值ｅ，这对于使用者来说会误以为ｄ＝ｅ，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ｅ非常关键，因为ｅ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１ｄ，我们确定ｅ＝ｄ；如果各项参数指标最大示值误差均小于１０ｄ，我们确定ｅ＝ｌ０ｄ。有时还需根据具体情况而定，比如当ｄ：０．２ｍｇ时，ｅ＝5D；ｄ：０．５ｍｇ时，ｅ＝２ｄ。总之，在对检定标尺分度值的划分上应按照以下形式：1×10ｋ或2×10ｋ或5×10ｋ，ｋ为正整数、负整数或零）。 我们把除了ｅ＝ｄ以外的情况都归为≠ｄ，其中以ｅ＝ｌ０ｄ最为常见。以下是根据检定分度值ｅ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。２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。２．１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ｅ≥ｌｍｇ时，可以测定其鉴别力，方法如下：在空载或加载时处于平衡状态的电子天平上，把相当于数字标尺分度值１．４倍的一个外加载荷（１．４ｄ），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：（１）空载。（２）全载。（３）最小称量Ｍｉｎ（Ｉ级天平：１００ｅ；Ⅱ级天平：５０ｅ；Ⅲ级天平：２０ｅ；Ⅳ级天平：２０ｅ）。（４）影响天平误差值的“拐点”所对应的那些载荷，比如Ｉ级天平：５００００ｅ、２０００００ｅ；Ⅱ级天平：５０００ｅ、２００００ｅ；Ⅲ级天平：５００ｅ、２０００ｅ等。
误差计算分两种情况：（１）ｅ≠ｄ时，示值误差计算公式应为Ｅ＝Ｉ－Ｌ（Ｅ：天平示值误差，Ｉ：天平指示值，Ｌ天平称盘上所加载荷）；（２）当ｅ＝ｄ时，示值误差计算公式应为Ｅ＝Ｉ－Ｌ＋（１?２）ｄ－△Ｌ（ｄ：电子天平实际标尺分度值，ＡＬ：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：（１?３）Ｍａｘ，（２?３）Ｍａｘ。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１?３。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：（１）当ｄ≤１ｍｇ的电子天平，可以免检该天平的鉴别力；（２）当ｅ≠ｄ的电子天平，可免检该天平的鉴别力；（３）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《ＧＪＢ２７２５－９６》中“４．１”要素的全部信息?校准（检定）或测试的结果应准确、客观。
电子天平检定规程
１  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ｄ，而未标明它的检定分度值ｅ，这对于使用者来说会误以为ｄ＝ｅ，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ｅ非常关键，因为ｅ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１ｄ，我们确定ｅ＝ｄ；如果各项参数指标最大示值误差均小于１０ｄ，我们确定ｅ＝ｌ０ｄ。有时还需根据具体情况而定，比如当ｄ：０．２ｍｇ时，ｅ＝５ｄ；ｄ：０．５ｍｇ时，ｅ＝２ｄ。总之，在对检定标尺分度值的划分上应按照以下形式：ｌ×ｌ０ｋ或２×１０ｋ或５×１０ｋｋ为正整数、负整数或零)。我们把除了ｅ＝ｄ以外的情况都归为≠ｄ，其中以ｅ＝ｌ０ｄ最为常见。以下是根据检定分度值ｅ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。
２  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。
笔者认为对用于作为量值传递的标准电子天平来讲．判断其误差标准应按“首次检定”的误差标准来判定。
２．１  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ｅ≥ｌｍｇ时，可以测定其鉴别力，方法如下：在空载或加载时处于平衡状态的电子天平上，把相当于数字标尺分度值１．４倍的一个外加载荷(１．４ｄ)，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。
２．２  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：(１)空载。(２)全载。(３)最小称量Ｍｉｎ(Ｉ级天平：１００ｅ；Ⅱ级天平：５０ｅ；Ⅲ级天平：２０ｅ；Ⅳ级天平：２０ｅ)。(４)影响天平误差值的“拐点”所对应的那些载荷，比如Ｉ级天平：５００００ｅ、２０００００ｅ；Ⅱ级天平：５０００ｅ、２００００ｅ；Ⅲ级天平：５００ｅ、２０００ｅ等。误差计算分两种情况：
(１)ｅ≠ｄ时，示值误差计算公式应为Ｅ＝Ｉ－Ｌ(Ｅ：天平示值误差，Ｉ：天平指示值，Ｌ天平称盘上所加载荷)；
(２)当ｅ＝ｄ时，示值误差计算公式应为Ｅ＝Ｉ－Ｌ＋(１２)ｄ－△Ｌ(ｄ：电子天平实际标尺分度值，ＡＬ：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。
２．３  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，不得超过天平在该载荷时的最大允许误差的绝对值。
２．４  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。
２．５  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： (１３)Ｍａｘ，(２３)Ｍａｘ。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。
３  电子天平在检定中需要注意的问题
３．１  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１３。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。
３．２  电子天平的免检问题
(１)当ｄ≤１ｍｇ的电子天平，可以免检该天平的鉴别力；
(２)当ｅ≠ｄ的电子天平，可免检该天平的鉴别力；
(３)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。
３．３  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《ＧＪＢ２７２５－９６》中“４．１”要素的全部信息校准(检定)或测试的结果应准确、客观。
计件功能
利用电子天的计件功能可以快速的得出一堆物件里的单体个数。
  电子天平
例如某仓库新进来一批M3的螺母，大概数量是五千只。要知道具体的螺母个数，如果用人工去数的话，将要花去大量的时间，而且差错率高。如果利用电子天平的计数功能则事倍功半。上海恒平科学仪器有限公司生产的电子天平的计数原理如下。取10个螺母作为样品放于天平上，调出天平的计数功能，此时天平显示“10”表示当前的个数是10，拿走样品天平显示“0”，然后放上一包要计数的螺母，此时天平的显示值即为该包螺母的个数。方便简单而且准确。用电子天平计件要求物体的个体质量差异不能太大，单个质量大于天平分度值的10倍以上。如果要计数物体比天平分度直小，则可以取10个样品的整数倍作为计数样品。如2倍、5倍、10倍等等，总之取样数越多，计件的准确度就越高。最终天平的显示个数乘以倍数则为该批被测物的总件数。
常见问题
1开启问题_开启后完全无显示：（1）电源插座上没有220V电流接通交流电座；（2）交流适配器出错，选择适合我国工作的220V~交流适配器（外接变压器）；AB-S/A8-1.4v~50/60HZ6VA；PB-S/A9.5-20VDC6W；AB/PB/GB9.5-14.5V50/60HZ1.5VA；（3）交流适配器烧毁，更换交流适配器；2开启问题_开启后完全无显示（1）校准数据丢失，重新校准天平；（2）瞬时干扰影响；3开启问题_开启后完全无显示：采用内校的天平，AB-S/A，PB-S/A；采用外校的天平，AB/PB/GB/SB；（1）天平放置环境太差防风窗未关闭，改善天平的放置环境，关闭所有防风窗（2）校准特点：AB-S/A天平1小时预热后，做第一次自动校准；第二次环境是天平开启2小时后；然后天平保持通电状态150小时后，准时自动校准如有需要，可以随时手动触发校准（内校）。PB-S/A天平开启后就自动校准，如有需要，
  电子天平
也可以随时手动触发校准（内校）。AB/PB/GB/SB只能进行外校。（3）校准出错：AB/PB/GB/SB用了错误、的外部砝码进行外校。在进入外校程序时，天平会出现一个闪动的砝码数值，使用这一数值的砝码进行外校。（4）AB-S/APB-S/A天平显示器右上方出现“CALL”：当显示器上出现”CALL“时，显示器使天平现在工作不准了，需要做内校了。作完内校后“CALL”会自动消失。4开启问题_开启后完全无显示（1）天平放置的环境太差改善环境；（2）天平菜单中的参数设置不好调入菜单后，用“RESET”功能，正确退出菜单，回到出厂设置；（3）称重室内留有手的体温尽量减少这一人为因素（4）被称量物体的温度未与天平达到等温将样品放置在天平旁等温。（5）样品存在吸水性、放水性、静电、磁性……等特性。参照“梅特勒—托利多天平正确称重/电子分析天平，克服上述影响，才能正确称量和微量天平的正确使用”5开启问题_开启后完全无显示：（1）天平放置的环境太差：环境因素包括：振动、气流、温度、外部磁场，必须改善上述环境，关闭称量室的防风窗，天平才能正常工作。（2）天平菜单中的参数设置不好：调入菜单后，用“RESET”功能，正确退出菜单，回到出厂设置；6开启问题_开启后完全无显示：1、干燥剂的吸水和放水形成了不同方向的气流，引起了空气浮力的变化，导致称量不稳定，应该将称量室内的干燥剂移走保持稳定的称量环境；7开启问题_开启后完全无显示：（1）未装称盘：断电后，先装正确的称盘，再开启天平；（2）称盘错：用符合该天平的正确称盘（3）称盘与防风圈相碰：因安装不当产生的原因，请找出相碰的原因重新正确安装。
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