高精度电子天平的温度补偿与自动校准
电子天平作业指导书
电子天平作业指导书一、引言电子天平是一种精密的测量仪器，广泛应用于实验室、工业生产等领域。
本文将为您提供关于电子天平的作业指导，包括电子天平的基本原理、操作方法、注意事项以及常见故障排除等内容。
二、电子天平的基本原理电子天平通过测量物体所受重力的大小来确定物体的质量。
其基本原理是利用电磁力平衡原理，通过电子传感器测量物体所受重力，并将结果显示在数字显示屏上。
三、电子天平的操作方法1. 准备工作：a. 确保电子天平放置在平稳的台面上，并避免受到外界震动的干扰。
b. 接通电源并等待电子天平自检完成。
c. 清洁称量盘，确保其表面干净无尘。
2. 校准电子天平：a. 将称量盘置空，确保无任何物体放置在上面。
b. 按下校准键，待显示屏上浮现“0.0000”后松开。
c. 等待电子天平自动校准完成，显示屏上浮现“END”字样。
3. 称量物体：a. 将待称量的物体轻放在称量盘上，确保物体与称量盘接触密切。
b. 读取并记录显示屏上的质量数值。
c. 将物体取下后，按下“TARE”键将显示屏上的数值归零，以便下次称量。
四、电子天平的注意事项1. 避免超载：在称量物体时，应确保物体的质量不超过电子天平的最大称量范围。
超载可能导致测量不许确或者损坏电子天平。
2. 避免外界干扰：在使用电子天平时，应尽量避免外界震动、电磁干扰等因素对测量结果的影响。
可以选择在肃静的环境中进行操作，并远离电磁辐射源。
3. 清洁维护：定期清洁电子天平的称量盘和外壳，以保持其表面干净无尘。
可以使用软布轻拭，避免使用有腐蚀性的化学品。
4. 注意温度变化：电子天平对温度敏感，应尽量避免在温度变化较大的环境中使用。
如果需要在温度变化较大的情况下使用，应进行温度补偿。
五、电子天寻常见故障排除1. 电子天平显示异常：a. 检查电源是否正常连接，确保电子天平处于工作状态。
b. 检查电子天平是否受到外界干扰，尝试将其放置在稳定的环境中。
2. 电子天平测量不许确：a. 检查是否超载，确保待称量物体的质量未超过电子天平的最大称量范围。
电子天平的工作原理
电子天平的工作原理电子天平采用了现代电子控制技术，利用电磁力平衡原理实现称重。
即测量物体时采用电磁力与被测物体重力相平衡的原理实现测量，当称盘上的加上或除去被称物时，天平则产生不平衡状态，此时可以通过位置检测器检测到线圈在磁钢中的瞬间位移，经过电磁力自动补偿电路使其电流变化以数字方式显示出被测物体重量。
天平的在使用的过程中会受到所处环境温度、气流、震动、电磁干扰等因素影响，因此我们要尽量避免或减少在这些环境下使用。
与其他种类的天平不同，电子天平应用了现代电子控制技术进行称量，无论采用何种控制方式和电路结构，其称量依据都是电磁力平衡原理。
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和超载保护等装置。
电子天平的重要特点是在测量被测物体的质量时不用测量砝码的重力，而是采用电磁力与被测物体的重力相平衡的原理来测量的。
秤盘通过支架连杆与线圈连接，线圈置于磁场内。
在称量范围内时，被测重物的重力mg通过连杆支架作用于线圈上，这时在磁场中若有电流通过，线圈将产生一个电磁力F，方向向上，可用下式表示：F=KBLI其中K为常数(与使用单位有关)，B为磁感应强度，L为线圈导线的长度，I 为通过线圈导线的电流强度。
电磁力F和秤盘上被测物体重力mg大小相等、方向相反而达到平衡，同时在弹性簧片的作用下使秤盘支架回复到原来的位置。
即处在磁场中的通电线圈，流经其内部的电流I与被测物体的质量成正比，只要测出电流I即可知道物体的质量m。
若称盘上的加上或除去被称物时，电子天平则产生不平衡状态，通过位置检测器检测到线圈在磁钢中的瞬态位移，经PID调节器和前置放大器产生一个变化量输出，经过一系列处理使流经线圈的电流发生变化，这样使电磁力也随之变化并与被测物相抵消从而使线圈回到原来的位置，达到新的平衡状态。
这就是电子天平的电磁力自动补偿电路原理。
电流的变化则通过数字显示出被称物体的质量。
天平在使用过程中，其传感器和电路在工作过程中受温度影响，或传感器随工作时间变化而产生的某些参数的变化，以及气流、振动、电磁干扰等环境因素的影响，都会使电子天平产生漂移，造成测量误差。
电子秤
电子秤1.工作原理：电子秤的工作原理以电子元件（称重传感器，放大电路,AD转换电路，单片机电路，显示电路，键盘电路，通讯接口电路，稳压电源电路等电路组成。
工作流程说明：当物体放在秤盘上时，压力施给传感器，该传感器发生形变，从而使阻抗发生变化，同时使用激励电压发生变化，输出一个变化的模拟信号（电桥电路）。
该信号经放大电路放大输出到模数转换器。
转换成便于处理的数字信号输出到CPU运算控制。
CPU根据键盘命令以及程序将这种结果输出到显示器。
直至显示这种结果。
2.使用功能：电子秤采用现代传感器技术、电子技术和计算机技术一体化的电子称量装置，才能满足并解决现实生活中提出的"快速、准确、连续、自动"称量要求，同时有效地消除人为误差，使之更符合法制计量管理和工业生产过程控制的应用要求。
3.电子秤是国家强制检定的计量器具他的合格产品是有检定分度值e和细分值D的标准，是受国家计量法保护的产品。
4.电子秤的分类：1.按放置位置分类：桌面秤指全称量在30Kg以下的电子秤台秤：指全称量在30-300Kg以内的电子秤地磅：指全称量在300Kg以上的电子秤精密天平2.按精确度分类：I级：特种天平精密度≥1/10万基准衡器II级：高精度天平1/1万≤精密度＜1/10万精密衡器III级：中精度天平1/1000≤精密度＜1/1万工业.商业衡器IV级：普通秤1/100≤精密度＜1/1000 粗衡器3.按用途分：第四级：体重秤、厨房秤；家庭。
第三级：计价秤、计重秤、计数秤；市场、各类工厂。
第二级：珠宝天平、实验室天平、纺织天平、工业天平；食品业、电子业、银楼、制药厂、学校实验室、纺织厂。
第一级：质量比较仪、分析天平；研究机构、制药厂、化学工厂、油漆与染料厂。
5.专业术语：1.最大称量：一台电子秤不计皮重，最大秤重能力(满载值)，即所能称量的最大的载荷；2.最小称量：一台电子秤在低于该值时会出现的一个相对误差；3.安全载荷：120%正常称量范围；4.额定载荷：正常称量范围;5.允许误差：等级检定时允许的最大偏差;6.感量：一台电子秤所能显示的最小刻度;通常用“d”来表示;7.最小刻度：起跳值，例︰60Kg×5g，5g即为最小刻度，即最小感量；8.刻度间隔：感量＝( e )，表示每一跳会增加多少重量，例如︰300g×0.001g，0.001g即为感量；9.刻度间隔数：如秤由10g起跳，每10g为一刻度直到最大秤量共为多少个刻度数，例如︰100kg×10g，(100×1000)÷10＝10000，10000即为刻度间隔数；10.精密度：感量与全称量的比值。
高精度电子天平的研究与设计的开题报告
高精度电子天平的研究与设计的开题报告一、选题背景随着科技的不断发展，电子天平在科学实验、工业生产等领域中得到了广泛应用。
目前市场上的电子天平精度已经达到了0.1微克级别，但是在某些高精度的实验和生产场合仍难以满足需求。
因此，设计一种高精度的电子天平，性能优越、价格合理，有着非常重要的现实意义。
二、研究目的本研究的目的是设计一种高精度的电子天平，主要研究以下方面的内容：1、高精度称重传感器的研究与设计。
2、微处理器控制电子天平的设计。
3、电子天平温度补偿和线性校准技术的研究和应用。
三、研究方法和步骤1、文献调研：了解电子天平的发展历程、现状和未来发展趋势，确定研究的方向和目标。
2、传感器设计：根据已有的传感器设计理论，进行传感器元器件的选型和电路设计，最终制作出高精度传感器原型。
3、电路板设计：设计与传感器相配套的电路板，包括微处理器、A/D转换器、温度传感器等电路元件，完成电路的布局和走线设计。
4、程序设计：编写与电路板匹配的控制程序，实现对电子天平的微处理器控制，包括重量测量、温度补偿和线性校准等操作。
5、实验和测试：通过对制作的电子天平进行实验和测试，验证其精度和稳定性等性能指标。
四、预期成果和意义通过研究和设计高精度电子天平，预计能得到以下成果：1、设计出一种高精度的电子天平，精度可以达到0.01微克级别，比市面上已有的电子天平有明显的优势。
2、研究并应用温度补偿和线性校准技术，提高电子天平的测量精度和稳定性。
3、推广高精度电子天平的应用，为实验室、工业生产等领域提供更精确的测量工具，促进科技进步和经济发展。
五、拟定时间计划表任务|时间---|---文献调研|1个月传感器设计|2个月电路板设计|2个月程序设计|2个月实验测试|1个月撰写论文和答辩准备|1个月。
影响电子天平检定结果的因素分析
影响电子天平检定结果的因素分析
电子天平是一种精密的仪器，用于测量质量。
在进行电子天平的检定时，会受到许多
因素的影响，下面将对这些因素进行分析。
1.温度：温度的变化会导致电子天平发生系统误差，因为电子天平的内部零件和传感
器的精度和灵敏度受温度变化的影响。
在进行电子天平的检定时，需要将温度控制在适当
的范围内，或者进行温度补偿，以确保测量结果的准确性。
2.重力加速度：地球上的重力加速度是一个常数，但在不同的地点和海拔高度，重力
加速度会有细微的变化，这也会对电子天平的测量结果造成影响。
在不同的地区或海拔高
度进行检定时，需要对重力加速度进行校正。
3.环境振动：环境中的振动会对电子天平造成误差，因为它会干扰电子天平的传感器。
为了减小环境振动对测量结果的影响，在进行检定时，通常会将电子天平放置在稳定的表
面上，或者采用防振台等设备来减小振动。
4.空气密度：在一些精密的测量中，空气密度的变化也会对电子天平的测量结果造成
影响。
在一些高精度的应用中，需要对空气密度进行校正，以确保测量结果的准确性。
5.供电稳定性：电子天平需要稳定的电源供电，因为供电的稳定性会影响电子天平的
测量结果。
如果供电不稳定，会导致电子天平的测量结果产生波动或偏差。
在进行电子天
平的检定时，需要对供电进行检查和校正。
影响电子天平检定结果的因素包括温度、重力加速度、环境振动、空气密度、供电稳
定性和仪器故障等。
只有在这些因素得到充分的控制和校正的情况下，才能得到准确可靠
的测量结果。
Precisa 321 系列电子天平 操作说明书
Precisa 321系列电子天平操作说明书请勿在危险环境下使用本仪器烟雾，易燃灰尘等易爆燃物质。
目录1概述 (1)2 总体结构 (1)2.1 主要功能 (2)2.2 使用环境与条件 (2)2.3 技术指标 (3)3 安装 (6)3.1 打开包装 (6)3.2 交货清单 (7)3.3 组装 (8)3.4 使用要求 (8)3.5 连接电源 (8)3.6 水平调节 (8)3.7 校准 (9)3.8 电子天平标准规范 (9)3.9 电子天平的下挂称重 (9)4 操作和运转模式 (11)4.1 启动电子天平 (11)4.2 自动待机模式 (11)4.3 两个主要菜单的重要性 (11)4.4 激活两个主菜单 (11)4.4.1 激活配置菜单 (11)4.4.2 激活应用菜单 (11)4.5 控制菜单工作原理 (11)4.5.1控制面板 (13)4.5.2 称重模式中的操作 (13)4.5.3 编程模式中的操作 (14)4.6 显示 (15)4.7 特殊操作键 (15)4.7.1 去皮键 (15)4.7.2 打印键 (16)4.7.3 转换键 (16)5 设置使用配置菜单 (17)5.1 激活配置菜单 (17)5.2 选择称重单位 (18)5.3 打印功能 (18)5.4 校准功能 (19)5.5 称重模式 (20)5.6 接口功能 (20)5.7 日期和时间 (21)5.8 语言功能 (21)5.9 密码保护 (21)5.10 防盗密码 (22)5.11 按键音 (22)5.12 Precisa BUS (22)6应用菜单 (23)6.1 激活应用程序 (23)6.2 单位 (23)6.3 计数 (24)6.4 百分比 (25)6.5 净重 (25)6.6 动物称重 (26)6.7 密度 (27)7错误信息和错误纠正 (29)8实例 (30)8.1 更改配置菜单 (30)8.1.1 设定语言选择 (30)8.1.2 设置重量单位 (30)8.1.3 设置打印功能 (31)8.1.4 激活密码保护 (32)8.2 选择应用程序 (33)8.2.1 通过称重设置计数 (33)9保养和维修 (35)10运输、贮藏 (36)10.1 天平的运输 (36)10.2 贮藏天平 (36)11选配件 (37)12更多信息 (38)12.1 称重模式的注释 (38)12.1.1 浮动显示 (38)12.1.2 稳定控制 (38)12.1.3 自动待机 (38)12.1.4 自动归零 (38)12.2 校准的注释 (38)12.2.1 通过ICM外部校准 (39)12.2.2 用自由选择的重量外部校准 (39)12.2.3 内部校准 (40)12.2.4 自动校准 (40)12.3 测定密度的注释 (41)12.3.1 底部固体模式 (41)12.3.2 空中固体模式 (41)12.3.3 液体模式 (41)12.3.4 固体多孔模式 (41)13设置菜单树 (42)14数据传输 (45)14.1 连接表 (46)14.2 远程命令控制 (46)1概述321系列天平是高质量的电子精确天平，包含LS,LT,LX 三大类，读数精度从0.0001g 到1g 。
万分之一天平使用说明书
万分之一天平、化学分析天平使用说明书一、简介：1.本万分之一天平外壳以金属和塑料合成，称盘为不锈钢，显示屏为液晶显示,带有防风罩，可以带9v电池使用，也可以使用电源插座使用。
好仪器，好资料，尽在沧州建仪（）。
欢迎查询。
打造中国建仪销售第一品牌，树立沧州产品全新形象2.电子天平采用高稳定性传感器和单片微机组成的智能化天平。
它解决了目前国内外用电阻应变式传感器带来的蠕变、线性等问题。
3.它具有去皮重、自校、记忆、计数、故障显示等功能。
4.本天平称量准确、快速稳定、操作简单，功能齐全，适用于工业、农业、商业、学校、科研等单位作快速测定物体的质量和数量。
二、主要特点：1.后置式电磁力传感器，外观新颖，轻巧，人性化手柄设计。
2.柔和背光液晶显示，内置RS232接口，内置式下称吊钩，天平线性修正设置。
3.恢复天平出厂设置产品功能：四级防震，称量速度可调，显示方式可调，动态温度补偿，全量程范围去皮，自动零位跟踪可调，自动故障诊断，自动校准，过载保护，超载、报警功能计数、百分比称重功能克、盎司、克拉等单位转换。
三、技术参数：天平型号量程可读性≤重复性线性≤风罩尺寸外形尺寸秤盘尺寸FA1004100g0.1mg0.1mg±0.2195*160*23595*445*300Φ9FA2004200g0.1mg0.1mg±0.2195*160*23595*445*300Φ9四、安装与调试：1、工作环境：电子天平为高精度测量仪器，故仪器安装位置应注意：安装平台稳定、平坦，避免震动；避免阳光直射和受热，避免在湿度大的环境工作；避免在空气直接流通的通道上。
2、天平安装：严格按照仪器说明书操作。
五、使用说明：1、调水平：天平开机前，应观察天平后部水平仪内的水泡是否位于圆环的中央，否则通过天平的地脚螺栓调节，左旋升高，右旋下降。
2、预热：天平在初次接通电源或长时间断电后开机时，至少需要30分钟的预热时间。
因此，实验室电子天平在通常情况下，不要经常切断电源。
赛多利斯 BSA系列 电子天平 BSA224S-CW 产品特点及详细参数
BSA224S-CW电子天平
BSA224S-CW电子天平是赛多利斯集团的最新力作，精密性高，价格低廉，适用性广，能广泛应用于医药，化工，食品，饮料等现场生产或研究室开发，是采购的不二选择，以下是该产品的详细介绍
BSA224S-CW电子天平
产品特点：
◆前置式水平仪
◆防静电涂层玻璃防风罩能有效地屏蔽外界静电荷的干扰
◆五面玻璃防风罩，视野清晰
◆超级双杠杆单体传感器
◆40MHz高速微处理器MC1，测量结果更快
◆最新SMT技术，线路集成度更高
◆内置RS232接口，符合GLP标准
◆下部吊钩，满足大体积称量
◆自动校准系统
◆密度直读
◆左右除皮键，满足不同使用习惯
◆-CW型号标配内置校准砝码，全自动校准
◆四级防震
◆计算因子
◆超载保护
◆具有全自动故障诊断
◆具有动态温度补偿
◆应用程序：计数、动物称重、百分比称重、净重求和、单位转换、合计、计算（乘、除）
型号：BSA224S-CW
可读性（mg）：0.1；
称重范围(g)：220；
称盘尺寸(mm)：ф90；重复性（≤±mg）：0.1；线性(≤±mg)：0.2
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高精度电子天平的温度补偿与自动校准
现代社会发展形势下，计算机技术不断进步，微电子技术也得到快速发展，称量技术趋向于快速称量为保证称量技术的稳定性，提高测量精度与称量灵敏度，称量装置应当功能全面，并实现自动化和在线化。
电子天平是天平中的一种，能够实现快速称量、操作简便、直接读书，实际抗干扰能力较强，并基于计算机实现了智能化与数据统计分析，在工商贸易、轻工食品、医药卫生以及航空航天等领域内均发挥着重要的作用。
1 高精度电子天平系统组成及精度影响因素
1.1 系统组成
电子天平原理图见图1。
该系统是一个闭环伺服系统，可以看出，秤盘通过立柱连杆与线圈连接。
任何一个平衡控制系统为了进一步提高其精度和稳定性，往往需要加进闭环系统。
系统运行中，采用分层数字滤波技术保证高精度，采用程序跟蹤技术保证称量的重现性，线性化处理保证天平的线性度。
1.2 精度影响因素
由于计量精密、灵敏度高，因而温漂与时漂成为影响电子天平计量性能的主要因素。
研究可知，低功耗、低时漂、低噪声电子元件的选择、电路设计、正确安装、天平水平调整和预热使用，都是减小误差提高准确度的措施。
2 时漂的自动校准
电子天平长时间工作不稳定，则会出现时漂情况，随着使用时间的延长以及重力加速度的变化，电子分析天平的永磁体磁感应强度与传感器力敏元件的内部应力也会发生一定变化。
而时漂所展现出的最鲜明状态，则是天平加载不变，而测量输出变化缓慢。
2.1 原理及硬件设计
自动校准原理见图2。
就其原理来看，一旦定时器时间到，单片
机通过I/O对继电器的开断进行准确控制。
继电器导通状态下，电机M带动转轴中端的半圆形挡板A开始转动，直至A旋转至光电开关部位，电机停止转动，天平内部标准砝码被抬起，此时天平进行空载校准。
之后启动电子，A旋转脱离光电开关部位，光电开关导通，天平内部标准砝码下降，方可进行满载校准。
整个流程下来就完成了自动校准。
就直流减速电机来看，其转动力矩大，体积小，装配简单且便于使用。
高速电动机所产生的原始动力能够产生大扭力，带动较重物体转动。
以*****直流减速电机为例，其以标准两线接口实现正转与反转控制，无负载工作电流为120mA，功率为3W。
就固态继电器来看，其输入端与输出端之间采用隔离器件来实现电隔离，额定电压一般为220VAC50Hz±10%。
额定电流一般为AC：10A，DC：20。
2.2 软件编程
单片机通过定时器来确定自动校准时间，即通过定时器来控制继电器的开断从而控制电机的转动进行祛码的加载。
然后通过光电开关的通断来判断祛码是否加载到位。
具体软件流程如图3。
3 温度补偿系统的设计
在一些单片机传感器测量系统中，要解决传感器温度误差补偿问题，首先要测出传感器点的温度，该温度采集信号送入单片机。
测温元件通常是安装在传感器内靠近敏感元件的地方，用来测量传感器点的环境温度，测温元件的输出经放大及转换送到单片机，单片机通过并行接口接收温度数据，并暂存温度数据。
信号采样结束，单片机运行温度误差补偿程序，对传感器信号的温度误差进行补偿。
软件编程：
本文中采用了滑动平均数字滤波算法对转换器输出值进行滤波。
为进一步提高V/F输出精度，可使用二级平均，在这种情况下，第一级的输出通过第二级再取平均，其输出作为有效采样值。
4 误差分析
通过试验研究可知，补偿后电子天平的性能满足原有电子天平在精度方面的要求，更具灵活性与智能性，在缩短天平生产周期的同时，一定程度上减少了工作强度，具有良好的应用价值。
以国家有关电子天平相关规定为标准，可以明确高精度电子天平使用时对环境要求较高，温度波动不宜超出1℃/h，相对湿度应当在85%以内，并对气流、振动、电磁干扰等环境因素进行合理约束，进一步对高精度电子天平的误差进行科学化分析。
通过温度传感器重复性实验可知，在20℃温差范围内，受到温度传感器自身因素的影响，空载状态与满载状态均会产生一定误差，空载时误差为0.001g，满载时误差为0.009g。
对改进后的电子天平开展重复性实验，以此检定有软件温度补偿后的电子天平的性能，实验结果显示，空载状态下误差不超出0.012g，满载状态下误差不超出0.023g，也就是说在标准温差范围内，改进后的电子天平的性能稳定，能够最大程度上满足电子天平在空载与满载状态下的误差要求，具有良好的应用价值。
在应用高精度电子天平的过程中，为避免出现测量偏差、天平显示质量值偏差、空气流动影响以及温度不定准等因素的影响，应当在高精度天平正式使用之前调整水平，开机预热一小时后再进行测量。
砝码的取放应当保持小开门、短时间，关闭好风扇和天平取物窗之后称量砝码，保证恒温时间长，之后做好定时定变化方向，以提高恒温箱内气流相对稳定性，进一步开展测量。
结束语
总而言之，随着现代社会科学技术不断进步，高精度电子天平出现，作为一种智能化质量计量仪器，其计量精密度与灵敏度较高，最大程度上满足了电子分析天平在实际应用中的不足，促进了电子分析天平定时自动校准的顺利实现，在保证计量准确性的基础上，提高了天平的智能型，缩短高低温实验周期，减少了操作人员的实验步奏，减轻了天平校准方面的负担。
由此可知，高精度电子天平具有良好的应用价值，但在未来发展中应当控制好恒温时温度波动，减小不必要
外部因素对温度测量的影响，促进高精度电子天平实际应用价值的最大化发挥。