浅析电子天平原理及常见故障调修

【摘要】对于电子天平使用单位来说，深入了解电子天平工作原理，对常见故障的解决排除方法进行基础掌握，加强电子天平维护与保养，提高使用科学化、 规范化水平，是保障电子天平在使用期限内的工作质量，推动质量测量相关业务顺利、 平稳开展。本文笔者对电子天平原理及常见故障调修进行了分析和探讨。

【关键词】电子天平，原理，故障，调修

前言：电子天平的用途非常广泛。熟悉电子天平工作原理，了解电子天平结构，掌握电子天平常见故障的排除和解决方法，对于提高电子天平使用效率和质量非常重要。使用人员要在理论学习的基础上，结合工作实践，不断提高使用电子天平的技能、 本领，改进工作质量，为电子天平长期稳定工作做出保障。

1 电子天平的主要工作原理

电子天平属于天平的一个分支。在其整个系统中，传感器发挥着最重要作用，是电子天平的核心部件。传感器的工作原理决定了电子天平的工作方式。根据工作原理不同，电子天平传感器分为电磁式和应变片式两种。 前者是以对切割磁场线的通电导线所受电磁力进行平衡输出的方式进行感应、测量。其基本工作原理可以用电磁公式 F=BLIsinQ 表达。其中，B 代表磁感应强度，L 代表通电导线长度，I 代表导线内电流强度，Q 代表通电导体与电磁场形成的夹角，F 代表通电导体所受电磁力。 电磁式传感器的的主要元件包括磁缸、 感应线圈、 支撑杠杆等。 感应线圈位于磁缸中央，内设圆柱形磁铁，并与支撑杠杆相连。当线圈通电并在磁场中运动切割磁力线时，就会受到电磁力的作用。 当测量对象放置到电子天平托盘上时，会使支持杠杆方位、 状态发生变化，由此形成的信息以电脉冲的形式经伺服器放大后作用于线圈上，最终测量对象自身重力与线圈所受电磁力大小相同，达到平衡状态。由于正常情况下通电线圈与系统中的电阻元件电流强度相同，从而使得电阻两端的电压和天平托盘上测量对象重力二者间呈现相应某种比例关系。通过测量电阻两端电压，并经过 A/D 数模转换和微处理器处理后，就可以得出托盘上测量对象的重力，最终计算得到其质量，并显示到显示面板上。后者也就是应变片式传感器也是通过测量电压并经过计算取得被测物体质量。 具体过程是，当电子天平空载时，传感器应变片电阻大小相同，其电压差为零，经桥式电路后输入到放大器的电压依然是零。 当天平负载后，应变片受力发生形变，电阻发生变化，电压差不为零。这个电压差经过放大处理后再由微处理进行计算，最后得出被测物体质量。

2 电子天平常见故障调修方法

电子天平组件包括电源、 电磁传感器、 光电传感器、 控制电路、 显示器和键盘等部件。由于结构较为精密。精确度也很高，但因此也容易受到外界因素干扰而发生故障，致使工作质量下降，情况严重时不能正常工作。下面对日常工作中常见的几种电子天平故障现象现象作以讨论分析，并提出了相对应的调修方法，并对日常保养维护进行了说明。

2.1 自检信息显示 “CH2”、“-E”。电子天平在开机后会进行一次自身状态检查，其用途是排查系统可能存在的故障或异常，确保设备正常使用。 当自检时显示屏出现 “CH2”、“-E” 字样，其含义为设备内部的感应线圈位置不平衡，导致这个问题的原因很可能是天平托盘放置不当，需呀调整拖尾摆放位置。如果多次重新摆放托盘后问题仍然没有消除，则应轻轻按压托盘，通过感应线圈自己的恢复能力将托盘调整至平衡位置。如果感应线圈未接通电源，会导致控制电路处于非平衡状态，从而引发支撑杠杆弹片受损乃至断裂现象发生。

2.2 开机没有显示或者显示“------” ，二者意义其实是相同的。 在这种情况下，第一步要检查电源情况。 电子天平使用 220V 外接电源，通过专用变压器为设备供电。 检查时，要认真核对外部电源是否接通，变压器是否工作正常。如果电子天平与电脑或其它电器联合使用时，需要检查电子天平控制电路上的 CPU 是否正常。 如果以上因素都处于正常状态，接下来要将开启天平上盖，看内部是否存在异物，尤其要检查支撑杠杆和弹簧片是否完好。

2.3 使用过程中天平示数不能正常归零，示数总是变化。导致这个问题的原因往往是天平没有达到应有的预热时间，天平附近温度和湿度没有恒定，形成气流所致；也可能是被测对象或盛装被测对象的容器自身温度、 湿度为恒定，或带有磁性、 静电的原因。 此外，电子天平托盘屏蔽环没有正确安装、 控制电路和称重传感器不正常都有可能导致该问题发生。

2.4 天平无法执行内校准 在使用电子天平过程中，可能会出现天平无法执行内校准的情况，除了天平不具备这项功能外，还有的可能是①天平摆放不稳定；②天平操作没有设置正确的菜单；③秤盘上放有一定的重物；④天平砝码没有抬起，这项故障与外校准相似。

2.5天平四角误差较大，天平四角如果出现较大的误差，①首先应该检查传感器的弹簧片是否出现变形；②调整传感器的螺母，传感器左右对称，螺母被调整后也可以相互对称。 可以调整左右误差，以顺逆时针旋转两个螺母，在调整过程中用规定的砝码对左右螺母误差进行不断的测量，直到误差满足为止。 然后调整前后误差，和左右调整相似。 两方面调整完成后，再对其进行相应的调整，以保证四角误差较小。

2.6 显示板显示 “L” 字样，天平开机状态下，显示板显示 “L” 字样，首先要检查天平托盘是否安放正确。因为过于忙碌而忘记安放天平托盘，是显示 “L” 字样的主要原因。如果最大称量值的重物也显示 “L” ，则很可能是称重传感器或者控制电路故障所致，对于这种情况，可以尝试逐渐增大天平负载，如果 L 消失，说明称重传感器正常，只需重新调零即可。

2.7称重使显示“H”。①预负载值超差，需要重新调整；②秤盘上需要称量的重物超过了天平称量允许的最大值；③带有内校功能的天平内校砝码没有抬起；④电子天平零点偏移，需要重新调整。

2.8 天平无法与 PC 通讯。当电子天平无法与 PC 进行通讯时，检查①天平与 PC 连接电缆是否有问题；②天平如果处于 BPI 接口，需要设置为 SBI 接口；③天平与 PC接口参数没有设置正确。

2.9 无法称到满载 这种情况与天平无法回零相似，可能是因为小信号输入范围发生了变化。 按照无法回零的方式如果不能找到问题，就先检查供电电源、 A/D 电路是否正常，再检查称重传感器的输出。

2.10 天平工作时反应较小甚至没有反应出现这样的情况，可能是①连接传感器线圈的金线断裂；②传感器线圈出现了短路；

2.11 关于电子天平的维护保养。电子天平结构精密度高，对于灰尘、 污渍等极为敏感，每次使用完后都要认真清扫天平各处，并使用无水酒精或丙酮等有机试剂擦拭天平托盘等部件，确保没有污渍或尘埃残留。

结束语：

总而言之，加强对电子天平原理及常见故障调修的研究，对具有重要的意义，是非常必要的。在使用电子天平时，要学会常见故障的鉴定，并及时给予维修，保证电子天平的正常工作。

参考文献：

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[2] 张晓飞.电子天平的正确使用及常见故障处理[J].浙江冶金，2009（ 4 ）：1-2.

[3]蔡朝容.TG328A/TG328B 型分析天平常见故障调修及使用规范[J].柳州职业技术学院学报，2008，02：86-90.