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科普 | 關(guān)于電子天平稱量的原則和結(jié)構(gòu)組成

更新時(shí)間：2024-12-23 15:46:00

電子天平是指電子衡器中顯示被稱物的質(zhì)量和稱量狀態(tài)的儀表

，也叫稱重顯示器

。電子電子天平原為模擬指示式，由誤差放大器

、可逆電機(jī)

、平衡電橋、激勵(lì)電源

、度盤和指針等部分組成

，按自動(dòng)平衡電子電位差計(jì)原理工作。它稱量速度慢

，功能單一

，準(zhǔn)確度低，現(xiàn)已基本被淘汰?div id="d48novz" class="flower left">

，F(xiàn)用稱重顯示器為數(shù)字顯示式

。

實(shí)驗(yàn)室天平的構(gòu)成

數(shù)字顯示式電子天平的品種很多,圖1所示是其中的一種。數(shù)顯器接受處理的是稱重傳感器輸出的電信號(hào)

。電信號(hào)有模擬量也有數(shù)字量

，常見(jiàn)的是幾至幾十毫伏的模擬電壓。數(shù)顯器的電路原理如圖2所示

。激勵(lì)電源供給稱重傳感器工作電源

，同時(shí)供給A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換單元基準(zhǔn)電壓,其穩(wěn)定度一般在0.1%以上

。放大單元通常采用測(cè)量放大器結(jié)構(gòu)

，接受、放大稱重傳感器的信號(hào)

。放大倍數(shù)一般為數(shù)百倍

。濾波單元濾掉從機(jī)外混入的和放大器自身產(chǎn)生的電噪聲。A/D轉(zhuǎn)換單元把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,轉(zhuǎn)換位數(shù)通常取二進(jìn)制數(shù)14位以上

。數(shù)據(jù)處理單元是以微處理器為核心

，使用外圍支持芯片組成的，它在程序的控制下完成采集數(shù)據(jù)

、運(yùn)算

、存貯等一系列操作，處理結(jié)果送到相應(yīng)接口上

。顯示單元以數(shù)字或文字

、圖表等形式顯示出稱量值和稱量狀態(tài)，并可通過(guò)接口與外部設(shè)備聯(lián)絡(luò)。

數(shù)顯電子天平的性能包括計(jì)量性能

、功能

、環(huán)境適應(yīng)能力、安全性和可靠性5個(gè)方面

。與通用的數(shù)字衡器稱重儀表相比,數(shù)顯器具有5個(gè)特點(diǎn)：①自帶傳感器激勵(lì)電源

，使用方便;②采用比率型A/D轉(zhuǎn)換和倍頻技術(shù),計(jì)量性能中的長(zhǎng)期穩(wěn)定性好;水分測(cè)量?jī)x，紅外線水分儀

，水分測(cè)定儀

，水分測(cè)試儀，水分檢測(cè)儀

，水分測(cè)試儀

，含水率測(cè)試儀，③軟件能真切地仿真振動(dòng)

、空秤變動(dòng)

、物料落差等稱量特征，顯示快

、準(zhǔn)

、穩(wěn);④機(jī)內(nèi)有空秤置零、零點(diǎn)跟蹤

、定標(biāo)

、大秤量、分度位等參數(shù)的設(shè)定單元

，改定方便

，通用性強(qiáng);⑤帶輸出接口，能夠聯(lián)接多種外部設(shè)備

，方便地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制

。

準(zhǔn)確度等級(jí)國(guó)際法制計(jì)量組織(OIML)3號(hào)建議規(guī)定，非自動(dòng)衡器按準(zhǔn)確度級(jí)別劃分為4個(gè)等級(jí)

。按配用衡器的級(jí)別

，中國(guó)將電子電子天平也劃分為4個(gè)等級(jí),并分別冠以與電子衡器對(duì)應(yīng)的級(jí)別代號(hào)：Ⅰ、Ⅱ

、Ⅲ

、Ⅳ。每個(gè)級(jí)別的電子天平的計(jì)量大允許誤差為對(duì)應(yīng)級(jí)別衡器允許誤差的0.7倍

。

儀表架構(gòu)其實(shí)很簡(jiǎn)單

，一個(gè)電源為全部器件供電，一個(gè)AD部分負(fù)責(zé)將傳感器的模擬信號(hào)放大

，模數(shù)轉(zhuǎn)換到數(shù)字信號(hào)

，一個(gè)中央處理器

，也就是常說(shuō)的單片機(jī)(MCU)，來(lái)處理AD部分讀取到的重量信號(hào)

，進(jìn)行一系列的換算處理

，好譯碼為可顯示閱讀的信號(hào)，顯示在顯示屏上

，同時(shí)一般還有鍵盤電路

，來(lái)接受用戶的一些操控，很多儀表還帶有并行打印口

，微打驅(qū)動(dòng)

，RS232或RS485接口與上位機(jī)或其它儀表互聯(lián)通訊，還有數(shù)字電流環(huán)接口

，以連接大屏幕

，另外工業(yè)控制用的很多儀表帶有4～20mA電流環(huán)接口，以配接PLC

。高檔的還有現(xiàn)場(chǎng)CAN總線或者以太網(wǎng)接口

，某些儀表還有USB接口，不過(guò)USB由于傳輸距離太近

，在電子天平上用途較少

，因此也很少有儀表有USB接口。

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