电子天平的原理及使用中的故障分析与排除

　　□ 赵锦琍

　　大家知道，机械光电分析天平是应用杠杆原理工作的，那么电子天平是靠什么原理而工作的呢？根据初中物理大家知道，处于磁场中的通电导体（导线或线圈）将产生一种电磁力，力的方向可用物理学中的左手定则来判定，如果通过导体的电流大小和方向以及磁场的方向已知的话，则有电磁力的关系式：

　　F=BLIsinθ式中：F为电磁力；B为磁感应强度；L为受力导线长度；I为电流强度；sinθ为通电导体与磁场夹角的正弦。

　　从式中不难看出电磁力F的大小与磁感应强度B成正比，与导线长度L和电流强度I也成正比，还和通电导体与磁场的正弦夹角成比。在电子天平中，通常选择通电导体与磁场的夹角为90°，即sin90°=1；这时通电导体所受的磁场力最大，所以上式可改写成：F=BLI

　　由于上式中的B、L在电子天平中均是一定的，也可视为常数，那么电磁力的大小就决定于电流强度的大小了。亦即电流增大,电磁力也增大；电流减少，电磁力也减小。电流的大小是由天平秤盘上所加载荷的大小，也就是被秤物体的重力大小决定的。当大小相等方向相反的电磁力与重力达到平衡时，则有：F=mg=BLI

　　上式即为电子天平的电磁平衡原理式。通俗地讲，就是当秤盘上加上载荷时，使其秤盘的位置发生了相应的变化，这时位置检测器将此变化量通过PID调节器和放大器转换成线圈中的电流信号，并在此采样电阻上转换成与载荷相对应的电压信号，再经过低通滤波器和模数（A/D）转换器，变换成数字信号给计算机进行数据处理，并将此数值显示在显示屏幕上，这就是电子天平的基本原理。

　　电子天平出现的常见故障与排除：

　　（1）电子天平显示器上显示“OL”时，说明这台电子天平的称量以经超过了最大载荷，请注意减载并且不要超过最大载荷去称量问题就可以解决了。

　　（2）电子天平的显示器上显示“UL”时，说明这台电子天平的称量处于欠载状态。应该仔细检查电子天平的称量盘或秤盘支架等，观察是否因未放上或未放好所致。

　　（3）电子天平的显示器不亮时，故障原因：①电源未接通或外部停电。②变压器连接有问题。③变压器损害。④天平没有开启。调修方法：①若电源未接通可仔细检查插销、导线等是否有断开或接触不良，排除之。②正确连接变压器。③更换同规格型号的变压器。④开启天平；

　　（4）电子天平的显示值不停地变动，应该及时调修，以免影响天平示值的准确可靠。

　　故障原因：①天平严重不水平，倾斜度太大。②天平安装环境不符合要求。③被秤物易挥发或吸潮等。④被秤物与室温相差幅度较大所致。⑤“FLOATINGDISPLAY”的时间选择太短所致。调修方法：①调整电子天平使其处于水平状态。②选择合格的安装环境和工作台面安装电子天平。③用器皿盛放易挥发或吸潮物品进行称量，有效防止被秤物品的挥发和吸潮。④被秤物放在称量室进行必要的恒温处理后，再进行称量。⑤根据环境和工作要求，选择电子天平的“FLOATINGDISPLAY”时间处于最佳状态时为止。

　　（5）若电子天平的显示结果明显错误时，应及时进行调修，确保天平衡量结果的准确可靠。

　　故障原因：①电子天平没有进行去皮（或除皮）重。②天平没有调好水平。③天平长时间没有校正。④天平校正不准确。⑤环境影响。调修方法：①称量过程中注意除皮重。②认真检查调修天平，使电子天平处于水平状态。③应该定期对天平进行校正，尤其是精确称量前更要对电子天平进行校正。④如果天平校正不准确，可针对问题纠正或进行外校处理和线性调整。⑤应避免温度、气流和湿度等对天平的影响。

　　（6）电子天平如果无显示或者只显示破折号时，要及时处理，以免影响天平的正常使用。故障原因：①电子天平的稳定性设置得太灵敏。②“FLOATINGDISPLAY”选择的时间不合适。调修方法：①重新设置电子天平的稳定性，使其合适为止。②若“FLOATINGDISPLAY”选择的时间不合适，可根据需要重新进行选择，直至合适为止。

　　（7）电子天平校正中显示不停地闪烁时，怎样进行调修？故障原因：①天平严重不水平。②天平安装环境不符合要求。③使用不符合要求的外校砝码。调修方法：①调好电子天平水平状态。②将电子天平安装在稳固的台面上，并保证环境符合电子天平的环境要求。③避免使用不符合要求的外校准砝码，或者重新定义后，再进行校正。

　　（8）开启电子天平后，若其显示器上无任何显示，这就说明此台电子天平发生了故障。

　　故障原因：①没有真正开启天平。②没有电源或暂时停电。③电源插销没有接触好。④保险丝损坏。⑤变压整流器损坏。⑥电子天平电压挡选择不当。⑦电源电压受到瞬间干扰。⑧显示器损坏。⑨电子天平A/D转换器可能有问题。⑩电子天平的微处理器可能有故障。调修方法：①重新开启电子天平。②用电压表检查外来电源，确认无电后，只需关机待电。③认真检查各电源插销并使之接触良好，必要时用万用表检查导线间是否折断。④更换同规格型号的保险丝。⑤检修或更换电源变压整流器。⑥正确选择电子天平的电压挡，使之与当地电压相符。⑦如果电源电压过低应暂时关机，待电源电压稳定后，再重新开启天平。⑧检修或更换电子天平的显示器。⑨检修或更换电子天平的A/D转换器。⑩检修或更换电子天平的微处理器。

　　（9）电子天平的显示器只显示下半部，表明天平发生了问题，应该马上进行检修。故障原因：①称量系统有摩擦卡碰现象。②称量盘未安上或安错。③天平开启后，从秤盘上取下了物品。调修方法：①检查称量系统，除去卡碰等故障。②将秤盘安装好，如有几台同时安装，不要安错。③天平开启后，再从秤盘取下物品，应关机再开，应规范操作

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