溫度對高精度電子天平稱量準確度影響的研究

吳穎 余妍熹

摘 要： 近年來，高精度電子天平應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，稱量結(jié)果準確性較高，得到了應(yīng)用主體的一致認可。高精度電子天平使用期間應(yīng)合理控制溫度，大大降低測量誤差。本文在高精度電子天平簡介的基礎(chǔ)上，具體探究溫度因素對稱量準確性的影響。

關(guān)鍵詞： 溫度;電子天平;測量準確度

前言：

高精度電子天平借助電子信息技術(shù)進行稱重，最終得到的計量結(jié)果接近真實值，并且稱量過程簡單、稱量時間較短，能夠從整體上提高稱量效率。但溫度因素對稱量準確性有重要影響，基于此，本文針對該論題展開探究，以期為計量人員提供借鑒，針對溫度因素嚴格把控。

1高精度電子天平基本介紹

1.1原理

物體稱量的過程中，借助電磁力平衡原理獲取計量結(jié)果。高精度電子天平使用的過程中，不同于普通電子稱，它內(nèi)部安裝壓力傳感器，這一裝置接觸不同重量的物體，產(chǎn)生不同程度的形變，在這一過程中，電阻值以及電壓值相應(yīng)變化，一般來講，壓力值與電阻值、電壓數(shù)成正比例相關(guān)。此外，計算公式處理器負責電壓數(shù)值轉(zhuǎn)換，最終將轉(zhuǎn)換完成的數(shù)值在顯示屏中顯現(xiàn)[1]。

1.2誤差

精密電子儀器種類多樣，高精度電子天平屬于其中一種，稱量過程中受較多因素影響，并且隨機誤差幾率較高。為了減小隨機誤差，提高計量準確性，操作者應(yīng)遵循基本規(guī)則，做好環(huán)境溫度控制工作，以免平衡式傳感器在溫差影響下降低計量準確度，導(dǎo)致計量結(jié)果參考價值隨之降低。

2溫度影響高精度電子天平稱量準確度的分析

高精度電子天平稱量操作，即在固定位置中多次測試，如果測試期間產(chǎn)生氣流變化，或者明顯的溫度變化，那么操作者能夠感知所發(fā)生的變化，進而采取有效的調(diào)整措施，盡可能減小誤差。實際上，稱量期間存在不易察覺的細微變化，尤其是溫度因素，這種情況下，應(yīng)引起操作者的注意，在總結(jié)溫度影響因素規(guī)律的基礎(chǔ)上，探索溫度因素控制的有效措施。

2.1具體原因

溫度因素是影響高精度電子天平稱量準確度的關(guān)鍵性因素，如果環(huán)境溫度未嚴格控制，那么極易出現(xiàn)數(shù)值漂移現(xiàn)象，得到的稱量結(jié)果與實際值存在較大誤差。導(dǎo)致這一問題出現(xiàn)的原因有兩種，第一種即傳感器自身性能較低，第二種即天平預(yù)熱時間控制不當，如果稱量操作在恒定溫度下進行，那么稱量誤差必然存在。高精度電子天平室外環(huán)境溫度與室內(nèi)環(huán)境溫度存在一定差距，如果預(yù)熱時間不足，導(dǎo)致稱量溫度設(shè)置值達不到規(guī)定要求，最終會增大測量誤差。

2.2控制措施

2.2.1溫度補償技術(shù)

高精度電子天平傳感器負責壓力轉(zhuǎn)換任務(wù)，該裝置外部增設(shè)屏蔽罩，要想保證裝置溫度穩(wěn)定性，應(yīng)延長溫度預(yù)熱時間，確保內(nèi)外部溫度保持一致。高精度電子天平使用過程中，在室內(nèi)環(huán)境中靜置時間不少于20小時，并對稱重物體重復(fù)稱重，以此提高計量準確性。如果稱重物體溫度值不相同，那么最終得到的稱量結(jié)果各異。針對環(huán)境溫度變化問題處理時，運用溫度補償技術(shù)了解溫度變化的全過程，于恒溫箱內(nèi)放置溫度傳感器，恒溫箱溫度范圍為10攝氏度～40攝氏度，不同溫度點進行砝碼加載，砝碼質(zhì)量包括最小稱量節(jié)點到最大稱量節(jié)點。其中，牛頓插值法為稱量結(jié)果獲取提供可靠支持。據(jù)實驗操作可知，溫差補償技術(shù)能夠合理控制溫度因素，大大提高稱量準確性，這為溫差補償技術(shù)大范圍推廣奠定了良好基礎(chǔ)。

2.2.2合理控制預(yù)熱溫度

電磁力平衡傳感器在壓力轉(zhuǎn)換方面發(fā)揮重要作用，溫度對電子天平磁通效果有關(guān)鍵性影響。事先做好預(yù)熱工作，合理控制預(yù)熱時間以及溫度，能夠避免磁通量隨高精度電子天平溫度升高而改變，從中能夠看出，電子天平預(yù)熱環(huán)節(jié)是十分重要的。高精度電子天平預(yù)熱過程中，天平存在單向漂移現(xiàn)象，待完全預(yù)熱后，電子天平正常顯示，磁缸真正達到平衡狀態(tài)。如果高精度電子天平稱量頻次較多，那么應(yīng)一直連接電源，以便為預(yù)熱操作提供良好條件，大大提高天平稱量準確性。因為高精度電子天平稱量期間極易受容器溫度、樣品溫度影響，因此，應(yīng)對容器、樣品溫度加工處理，確保二者溫度值保持一致，最終能夠降低稱量誤差。

2.2.3遵循溫度控制要求

高精度電子天平使用期間，務(wù)必遵循相關(guān)原則以及要求，根據(jù)說明書完成預(yù)熱操作任務(wù)，與此同時，針對稱量環(huán)境精心布置，稱量操作活動盡可能選在無陽光空間，因為陽光照射會起到升溫作用，產(chǎn)生內(nèi)外部環(huán)境差。遠離熱源以及高強電磁場環(huán)境，并提供獨立電源，保證電源穩(wěn)定性，適宜的環(huán)境溫度在21攝氏度左右，適宜濕度在44%～74%之間。

溫度因素是影響高精度電子天平稱量準確度的重要因素，除了溫度因素外，還應(yīng)做好電子天平維修養(yǎng)護工作，如果維修養(yǎng)護工作不到位，意味著電子天平自身性能降低，那么溫度因素控制意義無從談起。因此，操作人員應(yīng)掌握電子天平使用規(guī)則，做好環(huán)境清潔工作，保證環(huán)境溫度穩(wěn)定性，同時，注意輕拿輕放，避免受到外力沖擊。高精度電子天平保養(yǎng)時，委派專人負責保養(yǎng)、維修工作，并做好保養(yǎng)、維修記錄，針對天平計量性能定期檢測，一旦發(fā)現(xiàn)不合格之處，應(yīng)及時向廠家匯報，直到電子天平質(zhì)量符合使用標準，方可投入使用[2]。

結(jié)論：

綜上所述，隨著行業(yè)發(fā)展水平的提高，以及行業(yè)要求的多樣化，高精度電子天平市場空間不斷擴大，同時，要求高精度電子天平使用過程中控制溫度因素，從整體上提高稱量準確度，為決策制定提供可靠參考。高精度電子天平稱量誤差雖然不能完全消除，但針對稱量誤差全面控制能夠提高天平性能，不斷擴大電子天平使用范圍。本文在了解高精度電子天平原理的基礎(chǔ)上，分析稱量誤差產(chǎn)生原因，以及具體表現(xiàn)，通過運用溫度補償技術(shù)、合理控制預(yù)熱溫度、遵循溫度控制要求等措施提高稱量準確度。除此之外，相關(guān)研究人員以及設(shè)計人員應(yīng)不斷拓展思路，引進先進信息技術(shù)，以此豐富高精度電子天平功能，提高電子天平應(yīng)用效率。

參考文獻

[1]肖文彬.電子天平的誤差及保證其稱量準確度的探討[J].技術(shù)與市場，2017，24（02）：24-25.

[2]孫鵬龍，何開宇，卜曉雪.環(huán)境溫度對高精度電子天平稱量準確度的影響[J].計量與測試技術(shù)，2016，43（10）：34-35.