高精度电子天平系统组成及精度影响因素

高精度电子天平系统组成及精度影响因素

高精度电子天平在现代科技发展中扮演着重要角色，广泛应用于医药卫生、航空航天等领域。本文深入探讨了高精度电子天平系统的组成、精度影响因素以及自动校准和温度补偿系统的设计，通过科学化的误差分析，为实现电子天平性能的优化提供了理论依据和技术支持。

系统组成及精度影响因素

电子天平系统是一个闭环伺服系统，秤盘通过立柱连杆与线圈连接。为了提高精度和稳定性，系统采用分层数字滤波技术保证高精度，采用程序跟技术保证称量的重现性，线性化处理保证天平的线性度。

由于计量精密、灵敏度高，温漂与时漂成为影响电子天平计量性能的主要因素。研究显示，通过选择低功耗、低时漂、低噪声电子元件，优化电路设计，正确安装，调整天平水平并进行预热使用，可以有效减小误差，提高准确度。

时漂的自动校准

长时间工作不稳定会导致电子天平出现时漂现象。自动校准系统通过定时器控制继电器的开断，驱动电机带动转轴中的半圆形挡板旋转，实现天平内部标准砝码的加载和卸载，完成空载和满载校准。

所采用的DJ12V30直流减速电机具有大扭力、体积小、装配简单等特点，固态继电器则实现了输入输出端的电隔离，确保了系统的稳定运行。

温度补偿系统设计

在单片机传感器测量系统中，温度误差补偿是提高测量精度的关键。通过测温元件采集传感器点的环境温度，将温度数据送入单片机进行处理，运行温度误差补偿程序，对传感器信号的温度误差进行补偿。

本文采用了滑动平均数字滤波算法对转换器输出值进行滤波，并使用二级平均进一步提高V/F输出精度。

误差分析

实验结果显示，改进后的电子天平在标准温差范围内性能稳定，空载状态下误差不超出0.012g，满载状态下误差不超出0.023g，满足电子天平的误差要求。

为了确保测量准确性，使用高精度电子天平时需要控制环境条件，包括温度波动、相对湿度、气流、振动和电磁干扰等因素。在使用前应调整水平，预热一小时，并注意砝码取放操作，以保持恒温箱内气流的相对稳定性。

结束语

高精度电子天平作为一种智能化质量计量仪器，其计量精密度与灵敏度较高，能够满足电子分析天平在实际应用中的需求。通过定时自动校准和温度补偿系统的设计，提高了天平的智能化水平，缩短了实验周期，减轻了操作人员的负担。未来，进一步优化恒温控制和减少外部干扰，将有助于充分发挥高精度电子天平的应用价值。

本文原文来自yajinsh.com