用电子天平检定／校准M1级砝码时发现的问题

用电子天平检定/校准M1级砝码时发现的问题

摘 要 :携电子天平去企业检定/ 校准 M1 级砝码 ,在某些企业 ,电子天平无法正常工作 ,受干扰大 ,读数很不稳定 ,影响检定工作。文章分析了影响电子天平正常工作的干扰因素 ,认为主要影响来自企业大型设备频繁启动 ,造成电磁干扰。通过采取抗干扰措施 ,使检测工作能准确、顺利地进行。

随着电子科学技术的发展 ,电子天平的应用越来越广泛 ,它具有操作简便 ,称量迅速 ,计量性能稳
定 ,并能自动记录和辅助运算等优点。为了主动为企业服务 ,给企业提供方便 ,笔者经常携带电子天平去企业检定/ 校准 M1 级砝码 ,在有的企业电子天平显示的读数很不稳定 ,变化很大 ,严重影响了正常的

检测工作。
1 检测结果
在某些企业用电子天平检定/ 校准 M1 级 20 kg砝码 ,电子天平的零位在 0～15 g 左右变化 ,电子天平读数显示被测砝码误差在 - 100 ～ - 250 g 范围变动 ,天平的读数与正常值之间相差极为悬殊(见表1) 。根据《JJ G9921990 砝码检定规程》要求 ,M1 级20 kg 砝码允许误差为 ±1 g。
2 分析干扰因素
根据电子天平的电磁平衡原理和电磁理论[1],磁场中的通电导线受到磁力的作用 :F = B IL
式中 : F —电磁力 ;B —磁感应强度 ; I —电流强度 ;表 1 天平的非正常读数Table 1 Abnormal reading on electronic balance
砝码序号 零点 标称质量/ g 实测质量/ g
1 11. 2 20000. 0 19760. 2
2 10. 3 20000. 0 19810. 0
3 9. 0 20000. 0 19920. 1
4 13. 1 20000. 0 19834. 5
5 14. 6 20000. 0 19661. 4
6 0. 0 20000. 0 19846. 7
L —导线长度。从公式可看出 ,在电子天平中导线的长度 L 不会变化 ,影响电磁力 F 变化的因素有磁感应强度 B和电流强度 I 。电子天平在笔者实验室里工作很正常 ,只有在个别企业工作时 ,才会出现不稳定的现象。因此 ,该现象应是外部干扰。企业中使用大功率的电气设备和电子开关 ,电子开关的通断速度极快 ,形成冲击脉冲 ,使供电线路中的电压和电流发生变化 ,还产生电磁辐射。再由于 M1级砝码是由铸钢或铸铁制成 ,较容易被磁化 ,也形成干扰。

3 纠正措施
抑制干扰的基本方法是从形成干扰的要素出发[2],既在干扰源、耦合通道和干扰接收电路方面采
取措施。

3. 1 消除或抑制干扰源
消除或抑制干扰源是zui积极主动的措施 ,但在实际工作中有些因素是无法消除和抑制的 ,如工厂的电气设备产生的干扰。但对磁化的砝码可进行消磁处理。破坏干扰的耦合通道可采用滤波、屏蔽、接地等措施。减弱接收电路对干扰的敏感性可采用滤波、选频、双绞线、对称电路和负反馈等措施。通过相应的软件处理程序进行信号处理 ,也可达到抑制干扰的目的。

3. 2 经验推介
根据现场的条件 ,采用过滤波、屏蔽、接地等方法 ,效果不是很好 ,且成本较高。之后笔者采取一种简单易行的措施 :一是对被测砝码进行消磁处理 ;二是远离工厂的大功率电气设备 ,不使用工厂的供电电源 ,选用汽车的蓄电池做电源 ,接一台直 →交流变压器(车载电源) 为电子天平供电 ,此方法效果很好

4 结 论
影响电子天平读数不稳定的干扰因素主要是电
 1 改进后的电子天平供电电源
Fig. 1 Modified power source for electronic balance
表 2 改进供电电源后的电子天平读数
Table 2 Reading on electronic balance after
modifying power source
砝码序号 零点 标称质量/ g 实测质量/ g
1 0. 0 20000. 0 20000. 1
2 0. 0 20000. 0 19999. 8
3 0. 0 20000. 0 20000. 6
4 0. 0 20000. 0 20000. 4
5 0. 0 20000. 0 20000. 3
6 0. 0 20000. 0 19999. 7
压波动、电磁干扰和砝码磁化。根据具体情况 ,采用不同的抗干扰措施 ,如滤波、屏蔽、接地双绞线、对称电路、负反馈和自备电源等 ,可以使电子天平正常工作。