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    奧豪斯小課堂|你不可不知的天平校準的原理


    實驗員們都知道,實驗的嚴謹性和研究的規范性,都要求實驗人員認真維護每一款實驗儀器。
    電子天平的日常維護,則是每次使用前必不可少的預熱和校準。
    電子天平的校準為什么這么重要呢?
    本文將從天平內部構造的特性來為您講解天平校準的原理及必要性,并為您介紹OHAUS電子天平的AutoCal自動校準功能及其優勢。
    1.
    什么是稱重傳感器,天平中的稱重傳感器如何工作?
    在日常實驗中必不可少的電子天平,屬于精密儀器。
    稱重傳感器是電子天平里最核心的機電裝置,也是一種金屬物體。
    當它被施加載荷時,會發生偏轉或彎曲。但這種整體變化幅度非常小。
    以下圖為例,圖示為一個簡單的電磁力補償稱重傳感器。左圖為其空載狀態,右圖為負載狀態。
    通過圖示,我們可以看到施加負載后,導致稱重傳感器產生彎曲或偏轉。

    這樣的形變可能由物體重量或向下力形成,稱重傳感器會將這樣肉眼難以觀測到的物理形變,轉換成可量化的電信號。
    金屬的熱脹冷縮可以忽略不計嗎?
    眾所周知,溫度的變化會導致物體的熱脹冷縮。
    從物理學角度來看,我們每天接觸到的所有物體,無論是固體、液體還是周圍的氣體,都是由被稱為原子的極小粒子組成。
    在固體中,原子以特定方式排列,不允許做過多移動。但是,當一種物質被加熱時,能量被吸收。這種吸收的能量增加了構成它的原子的動能,反過來又使原子占據更多的空間,從而使物體膨脹。反之,當去除熱量時,儲存在給定材料的原子中的動能減少,因此材料就會收縮。
    這樣的現象,稱為熱脹冷縮。
    通常來說,金屬等材料的膨脹和收縮幾乎可以忽略不計,也不會產生什么后果。但是,在高精度應用中,即使極細微的熱脹冷縮也可能帶來挑戰。
    電子天平非常精密敏銳,非工作情況下,外界環境的細微變化,也會使稱重傳感器發生彎曲和偏轉。
    為什么必須要進行校準?
    為保證電子天平的每次稱量都可以獲得最可靠的結果,我們必須降低環境變化的影響。天平校準,就是這樣一種必要的手段。
    校準,即應用已知質量,檢查測量值和真實(已知)值是否匹配。
    校準(有時是)使用外部砝碼完成,但外部校準有幾個缺點:
    操作繁瑣,耗時較長。
    必須妥善存放和處理外部砝碼——在某些情況下,與人體皮膚接觸會將一定量的油脂轉移到砝碼上足以使其超出允差范圍。

    什么是內部校準?
    即天平自帶的內部校準或內部調整功能。
    內部校準是一種內置于天平中的機構,由一個電機和一個或多個裝在天平內部已知質量的重物組成。
    用戶可以啟動一個過程,在這個過程中,內部砝碼自動加載至稱重傳感器,并根據預期值檢查測量值。
    如果這些值不同,天平將自行調整以獲得給定負載的正確測量值。


    內部校準機制消除了購買和維護外部砝碼的需求,通常比外部調整更有效。




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