电子天平原理及检定常见故障的调修
【摘要】随着电子技术的发展，电子天平已经广泛的代替机械天平的使用。

电子天平计量性能的准确与稳定直接影响检测的结果。

针对用户在使用过程中经常遇到的问题，重点介绍了电子天平的主要工作原理，即电子天平两大类型传感器的结构、部件和工作原理，并介绍了电子天平常见故障的调修方法，对电子天平的使用、检测、保养、维护有很大的帮助。

【关键词】电子天平；原理；故障；调修
作为检定电子天平的计量检定人员，首先应具有电子天平的使用常识，了解电子天平的结构、原理并有较好的操作环境，如：干净整洁的房间，清洁无灰尘的工作台，必备的工具等。

在调修电子大平之前，应首先通电检查，记录天平不正常状态，初步判定故障部位，或根据天平本身的故障诊断程序指示状态判断故障部位，然后再进行调整或修理。

一台电子天平，其核心技术体现在两方面：一是传感器，二是电子技术。

其中传感器是电子天平的心脏。

电子天平的传感器可分为应变片式传感器和电磁力式传感器两大类，应变片式传感器利用电阻应变原理，电磁力式传感器利用电磁力平衡原理。

1．电子天平原理
电子天平的中心组件是传感器。

电子天平的传感器分为应变片式和电磁力式两大类，下面分别介绍这两类传感器的原理。

1．1 应变片式传感器：当称盘空载时，应变片的阻值相同，电
压通过桥式电路后输入到放大器的电压为零。

当称盘上有负载时，应变片被拉伸或受压，其阻值增大或减小。

这样，经过桥式电路后有一微小电压输入到放大器。

这一数值经放大，微处理器处理后显示出来，即被称物体重量。

1．2 电磁力式传感器：通电导体在磁场中做切割磁力线运动，将产生电磁力(洛仑兹力)
f= iblsinα
式中：f一电磁力；
i一电流强度；
b一磁感应强度；
α一i与b 的夹角。

通电线圈在永磁铁的磁场中做切割磁力线运动，将产生电磁力。

位置传感器采集由称盘上放重物而引起的杠杆的位置变化数据，将其转化成电信号并经伺服放大器加在线圈上，因此产生的电磁力必与被称物体的重力相平衡。

线圈中的电流强度与精密电阻的电流强度相等。

因此电阻上的电压值与被称物体的重量有确定的对应关系。

采集该电压信号并经模做转换和微处理器处理即可在显示器上显示出称盘上被称物体的重量。

2．电子天平常见故障及解决方法
2．1 显示屏无任何显示
(1)220v电源是否正常，天平专用电源变压器是否正常(空载18v 左右)，直流电源插头是否与天平插好。

(2)天平与pc或其他外设连接时，没有用专用rs232电缆，导致将天平主电路上的cpu烧毁。

(3)显示屏或电路问题。

2．2 不稳定，重复性差，不回零
(1)天平预热时间不够。

(2)天平室温度、湿度不稳定，有气流。

(3)称量的样品或样品容器本身有温、湿度变化。

(4)称量的样品或样品容器本身带有磁性物质或静电。

(5)天平的防风罩内放有干燥剂，引起湿度变化，且空气干燥到一定程度易产生静电。

(6)天平周围有强磁场或强干扰信号影响。

(7)天平的称盘下面有异物与称尖或称盘接触。

(8)天平的称盘，屏蔽环安装不正确，或者由于天平上盖与防风罩安装不合适使称盘与屏蔽环发生接触。

(9)称重传感器问题。

(10)电路问题。

2．3 天平不能执行内校准
(1)天平不具有此项功能。

(2)天平操作菜单没有设置正确。

(3)天平不稳定。

(4)天平称盘上放有一定重物，或天平内校砝码没有抬起。

(5)校准零点偏移，重新调校。

2．4 天平不能执行外校
(1)天平操作菜单没有设置正确。

(2)天平不稳定。

(3)天平称盘上放有一定重物。

(4)校准零点偏移，重新调校。

2．5 天平线性超差
(1)四角误差太大。

(2)重新校准线性。

(3)称重传感器问题。

2．6 天平四角误差超差
(1)没有调整天平水平。

(2)重新调整四角误差。

(3)称重传感器问题。

2．7 开机显示“h”
(1)称重传感器问题。

(2)电路问题。

2．8 称重时显示“h”
(1)称量重物超过天平允许称量的最大值。

(2)预负载值超差，重新调整。

(3)带有内校功能的天平内校砝码没有抬起。

(4)电子零点偏移，重新调整。

2．9 显示“l”
(1)没放称盘。

(2)若放最大称量值的重物仍显示“l”，则基本上是称重传感器问题或电路问题。

(3)若逐渐往天平上放重物，直到“l”能够消失，则称重传感器基本上没有问题。

重新调整校准零点。

2．10 称量接近天平最小读数(d值)的物品时总显示“零”。

天平操作菜单设置成了自动回零，自动回零功能接通所致。

2．11 天平内校完成后称量不准
由于温度变化或内校砝码磨损使内校砝码值发生变化。

重写内校砝码值。

2．12 无法改变天平操作菜单
(1)天平操作菜单开关没有打开。

(2)改变菜单编码后没有确认或存储。

2．13 天平开机后内校电机旋转不停
(1)内校电机控制开关错位，重新调整。

(2)电路问题。

2．14 天平通电后称盘震动
(1)电源不稳定。

(2)零位指示器调整不当。

(3)电路问题。

2．15 天平称量时没有反应或反应很小
(1)连接传感器线圈的金线断。

(2)传感器线圈短路。

(3)电路问题。

2．16 天平按键全部失灵
(1)按键面板连线公共地断路。

(2)按键面板老化。

(旧天平)
(3)电路问题。

2．17 天平外接打印机走纸但不打印或打印的字不清楚
(1)充电电池没电或电池容量不够(小于500mah)。

(2)更换色带。

2．18 天平外接打印机不能给电池充电：天平不是处于待机状态下。

2．19 天平与pc不能通讯
(1)天平与pc连接的电缆线有问题。

(2)天平处于bpi接口方式，必须设置成8／3i接口方式。

(3)天平与pc的接口参数设置不正确。

(4)电路问题。

3 使用电子天平的注意事项
3．1 选择合适的安放地点
(1)无阳光直射，远离暖气、空调及无可察觉气流。

(2)安置在稳定、无强烈振动的工作台上。

3．2 环境要求
温度(10～30)℃，湿度(50-70)％。

3．3 操作注意事项
(1)首次通电必须预热30分钟以上，平时保持天平一直处于通电状态；不用时，按0n／off 键关机，不要拔电源。

(2)关上防风罩(如果有的话)，等数值稳定了(即稳定符号出现)再读数。

(3)当变换了工作场所或环境温度发生变化，以及连续工作四小时后，要重新校正一次(指0.1mg精度以上天平)。

(4)当示值出现漂移时，检查下列原因(用无磁砝码检查，排除天平故障)：
被称物是否吸湿或蒸发?
被称物是否带静电，尤其在干燥地区应避免使用过滤纸做容器。

被称物是否带磁性。

(5)不要冲击称盘。

3.4 维护保养
使用后应及时清扫天平内外，定期用酒精或丙酮擦洗称盘及防风罩，以保证玻璃门正常开关。

4 结论
电子天平是属于精密的分析仪器，平时使用需要小心，如果能按照以上方法进行，对于电子天平的使用、检测、保养、维护定有很大的帮助。

作者简介：
卢志军，男，供职于广西玉林市计量测试所。