衡器仪表是指电子衡器中显示被称物的质量和称量状态的仪表,也叫称重显示器。电子衡器仪表原为模拟指示式,由误差放大器、可逆电机、平衡电桥、激励电源、度盘和指针等部分组成,按自动平衡电子电位差计原理工作。它称量速度慢,功能单一,准确度低,现已基本被淘汰。现用称重显示器为数字显示式。
电子衡器仪表的构成
数字显示式衡器仪表的品种很多,图1所示是其中的一种。数显器接受处理的是称重传感器输出的电信号。电信号有模拟量也有数字量,常见的是几至几十毫伏的模拟电压。数显器的电路原理如图2所示。激励电源供给称重传感器工作电源,同时供给A/D(模/数)转换单元基准电压,其稳定度一般在0.1%以上。放大单元通常采用测量放大器结构,接受、放大称重传感器的信号。放大倍数一般为数百倍。滤波单元滤掉从机外混入的和放大器自身产生的电噪声。A/D转换单元把模拟量转换成数字量,转换位数通常取二进制数14位以上。数据处理单元是以微处理器为核心,使用外围支持芯片组成的,它在程序的控制下完成采集数据、运算、存贮等一系列操作,处理结果送到相应接口上。显示单元以数字或文字、图表等形式显示出称量值和称量状态,并可通过接口与外部设备联络。
数显衡器仪表的性能包括计量性能、功能、环境适应能力、安全性和可靠性5个方面。与通用的数字衡器称重仪表相比,数显器具有5个特点:①自带传感器激励电源,使用方便;②采用比率型A/D转换和倍频技术,计量性能中的长期稳定性好;水分测量仪,红外线水分仪,水分测定仪,水分测试仪,水分检测仪,水分测试仪,含水率测试仪,③软件能真切地仿真振动、空秤变动、物料落差等称量特征,显示快、准、稳;④机内有空秤置零、零点跟踪、定标、大秤量、分度位等参数的设定单元,改定方便,通用性强;⑤带输出接口,能够联接多种外部设备,方便地实现系统控制。
准确度等级国际法制计量组织(OIML)3号建议规定,非自动衡器按准确度级别划分为4个等级。按配用衡器的级别,中国将电子衡器仪表也划分为4个等级,并分别冠以与电子衡器对应的级别代号:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。每个级别的衡器仪表的计量大允许误差为对应级别衡器允许误差的0.7倍。
仪表架构其实很简单,一个电源为全部器件供电,一个AD部分负责将传感器的模拟信号放大,模数转换到数字信号,一个中央处理器,也就是常说的单片机(MCU),来处理AD部分读取到的重量信号,进行一系列的换算处理,译码为可显示阅读的信号,显示在显示屏上,同时一般还有键盘电路,来接受用户的一些操控,很多仪表还带有并行打印口,微打驱动,RS232或RS485接口与上位机或其它仪表互联通讯,还有数字电流环接口,以连接大屏幕,另外工业控制用的很多仪表带有4~20mA电流环接口,以配接PLC。的还有现场CAN总线或者以太网接口,某些仪表还有USB接口,不过USB由于传输距离太近,在衡器仪表上用途较少,因此也很少有仪表有USB接口。
在现场检定工作中发现,许多企业的天平没有按要求安装、使用和维护,致使测量数据偏差很大,超过检定规程要求的最大允许误差。为使企业从事天平使用的工作人员获得准确的称量结果,延长天平的使用年限,现将正确安装、使用和维护电子天平需要注意的问题浅析如下: 1、对电子天平安装室的环境要求 (1)房间应避免阳光直射,可以选择阴面房间或采用遮光办法。 (2)应远离震源,如铁路、公路、震动机等震动机械,无法避免时应采取防震措施。 (3)应远离热源和高强电磁场等环境。 (4)工作室内温度应恒定,以20’C左右为佳。 (5)工作室内的相对湿度应在45%~75%之间为较佳。 (6)工作室内应清洁干净,避免气流的影响。 (7)工作室内应无腐蚀性气体的影响。 (8)工作台应牢固可靠。 2、安装电子天平前的清洁要求 (1)首先要用毛刷或鹿皮等除去浮土等物。 (2)称量室或靠近磁钢处要用潮湿的绸布等除尘,不要让尘土和脏物落人磁钢中,以造成天平的故障。 (3)用潮湿的绒布等将天平及部件擦拭干净(不宜使用溶剂)。 (4)用干净的鹿皮或绸布等将天平及其部件擦拭干净,确保天平的干净。 3、安装电子天平的主要步骤 (1)选择合格的安装室并有合格的安装台。 (2)拆去电子天平外包装,如木箱或纸箱,并将外包装及防震物品收藏好,以备再用。 (3)清点天平主机及零部件是否齐全,外观是否良好。 (4)对天平主机及零部件进行除尘和清洁工作。 (5)安装天平主机,并通过调整天平后底部的水平调整脚,将天平调整至水平状态(可观察天平称量室内的水平装置)。 (6)将天平的秤圈、秤盘等活动部件安装到位,有些秤盘需要旋转才能固定好。 (7)松开运输固定螺丝或键钮等止动装置(有些电子天平没有此装置)。 (8)将电子天平的外接电源选择键钮调至当地供电电压档上。 (9)把外接电源、插销插入外接电源插座内,并打开电子天平的电源开关,观察天平的显示是否正常,如正常显示就按说明书的要求进行预热。 4、电子天平操作前的注意事项 (1)电子天平选择的电压档,应与使用处的外接电源电压相符。 (2)电子天平应处于水平状态。 (3)电子天平应按说明书的要求进行预热。 (4)称量易挥发和具有腐蚀性的物品时,要盛放在密闭的容器内,以免腐蚀和损坏电子天平。 (5)天平室内温湿度应恒定,温度应在20"C,湿度亦在50%左右。 (6)对天平进行校正,使其达到较佳状态。 5、操作电子天平的主要步骤 (1)接通电源并预热使天平处于备用状态。 (2)打开天平开关(按操纵杆或开关键),使天平处于零位,否则按去皮键。 (3)放上器皿,读取数值并记录,用手按去皮键清零,使天平重新显示为零。 (4)在器皿内加人样品至显示所需重量时为止,记录读数,如有打印机可按打印键完成。 (5)将器皿连同样品一起拿出。 (6)按天平去皮键清零,以备再用。 6、正确维护电子天平应注意的问题 (1)经常保持天平室内的环境卫生,更要保持天平称量室的清洁,一旦物品撒落应及时小心清除干净。 (2)经常对电子天平进行自校或定期外校,保证天平灵敏度等处于较佳状态。 (3)长期不用天平时,应收藏好。 (4)如果电子天平出现故障,应及时检修,不可带病工作。 (5)操作天平不可过载使用,以免损坏天平。
人们把用电磁力平衡被称物体重力的天平称之为电子天平。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以及超载保护等装置。
检查电子天平的方法:
1.机械部分的检查
(1)立柱部分检查(立柱垂直度、水准器、底座板)
(2)开关器检查(是否过紧、过松、偏心轴旋转不到最低点或超过最低点)
(3)检查天平横梁部分(玛瑙刀口有无磨损、感量砣和平衡砣有无滑扣现象、指针是否垂直于横梁)
(4)检查悬挂系统(吊耳有无卡挂、倾斜、游幌,阻尼器有无内外筒卡挂、游幌,称盘有无倾斜)。
(5)加码器是否有卡挂现象。
2.光学系统的检查
(1)灯泡是否不亮、亮度不够或长明灯。
(2)刻度是否正常(刻度是否清晰、看不到刻度、刻度倾斜、刻线弯曲)。
(3)光屏是否正常(无光、光线不强、有黑红色光或条形光)
3.计量性能的检查
(1)空称感量和全称感量是否一致。
(2)空称零点是否改变。
(3)用两个全量砝码试比较天平偏差,两个全量砝码交换后,消除砝码差,计算较天平的偏差大小。