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一种由微机电子天平组成的砝码检定系统概述
时间:2019/11/6 14:49:12 点击次数:199

一种由微机电子天平组成的砝码检定系统概述:

计量管理的一个重要职能是要恰当地处理测量结果,以获得准确可靠的测量数据。天平是质量管理最重要的--类计量仪器,是进行各种检验、分析质量不可缺少的仪器之一。天平的可靠性可以说是决定许多科研、化验、分析研究成果的关键,依照钢铁物化分析对天平分析的技术要求和太原钢铁集团有限公司焦耐等冶金有关产品物化分析的需要,对公司所用天平、砝码进行定期检定是一-个很重要的工作环节。

微机的发展及其广泛应用,为采用先进的数据处理方法提供了条件。

1机械式电光天平的工作原理及测量程序

杠杆原理:当杠杆平衡时,两力对于支点所形成的力矩相等。

测量程序:把标准用的砝码B放在天平的一个称量盘上,在另一个称量盘上放上替代砝码T,使天平实现平衡,并读取平衡位置1g,然后把标准砝码B从称量盘上取下来,放上相应的被检砝码,使天平仍能在Ip附近实现平衡,此时所读取的平衡位置为IAo

在质量计量检定系统中,用电光天平检定砝码,人工读数、计算等各种因素造成测量误差大,操作程序多,工作效率低,准确度低。,

2电子天平工作原理及测量程序

电子天平的工作原理是当电磁力平衡式称量传感器加上或卸除载荷时,称盘位置发生变化,位移传感器将此位置改变转换为电信号,经PID(比例一积分一微分)调节器、放大器后,以电流形式反馈到线圈中使电磁力与被称重物的重力相平衡,称盘恢复到接近原来的平衡位置。

根据电磁学理论,磁场中的载流导线必然受到.个力,称为安培力。其公式为

=fdF=1广[TB]

利用磁力与称重砝码重量G的平衡,是电子天平平衡的基本原理,

测量程序:用电子天平检定砝码时,先放标准砝码(1~200g),稳定后按输人键数据自动进人微机:编好的程序中。然后可以逐个检定被检砝码,即放入被检砝码,稳定后按输人键数据自动进人微机编好的程序中,经过微机进行数据处理打印原始记录,检定证书。

3检定系统的优点

质量计量工作的目的是为了更好更准确地把国家千克原器的质量量值传递下去,保证国内质tt值的准确和-致,并且使使用单位在生产中获得其所希望的计量精度。根据《中华人民共和国园家计址检定规程》JJG99--90要求,电光天平检定砝码时,需要放置替代砝码进行配衡,并人工进行读数、记录、计算。电子天平不需要放置替代砝码进行配衡,并且利用微机通过一定程序采集数据并对数据进行处理,克服了人为因素造成的诸多误差,简化了检定程序,提高了砝码检定的准确度。

4利用微机、电子天平组成砝码检定系统

电子天平是一台机电结合式的智能化,高科技含量的测量仪器,精度高,性能稳定,测甘范围大,!有先进的自动校准技术并能与微机连用,提高检定砝码的准确性和可靠性,具有在不同可读性的两个不同量程内进行转换的功能,使检定g组、mg组砝码可在同一台天平上进行。1台电子天平可代替原来的3台标准天平。

在微机中利用软件程序,通过电子天平数据接口直接接收检定数据至微机笔记本上,通过编制程序将接收到的数据引人到excel中,在excel中编制出各单位砝码的原始记录,根据砝码的种类不同,编制出所有砝码种类的原始记录。如图2中只是代表质量范围在lg~100g中,器号分别是123455盒砝码的工作薄。当先检定出标准砝码,通过编制利用程序,其数据自动进人正在需要检定的5盒砝码原始记录_工作薄中,在检定器号11盒砝码时,打开工作薄器号1,可直接检定被检砝码,通过编制程序使其自动计算出其修正值。对一种类型的砝码,我们设计出一个公用的原始记录及证书。

1g~l00g(a),原始记录1;1g~100g(b),原始记录2;1g~100g(c),证书正面;lg~100g(d),证书背面。

当原始记录1中的修正值算出时,通过编制程序,其数据会自动进人原始记录2,及证书背面的相应位置。证书正面所需内容也从原始记录1中自动获得。即只要将器号1复制到1g~100g(a)中,其相应的记录及证书可全部打印出来。而且准确无误,查询方便,使检定工作效率大大提高,砝码的准确度也得到了提高。

5F2()标准砝码质量值测量结果的不确定度分析

5.1输入的标准不确定度分析

(1)输入量二等标准砝码的质量值m,的标准不确定度采用B类方法进行分析。

1g砝码为例:二等标准砝码1g的扩展不确定度不大于0.03mg包含因子k=3,标准不确定度u(m,)=0.03mg/3=0.01mg

估计:u(m,)/u(m.)0.10,则自由度以m,)=50

(2)输人量被测砝码与标准砝码的差值d的标准不确定度的分析

①若用机械式电光天平检定砝码,其u(d)由三个标准不确定度分项构成。

a)天平测量重复性引起的标准不确定度分项u(d1),

b)测量天平分度值的标准小砝码引起的标准不确定度分项u(d2)

c)为使天平平衡添加小砝码引起的标准不确定度分项u(d}),

②现用电子天平检定砝码只需用天平测量重复性引起的标准不确定度u(d)

可以通过连续测量得到测量列,采用A类方法进行评定,以1g砝码为例,本实验在BP211D天平上,在重复性条件下连续测量1g砝码10次,所得到测量列:

1.000271.000281.000271.000271.000271.000281.00028.1.000281.000271.00028

单次实验标准差:s=0.0017mg

同一1g砝码,在不同时间,各在重复性条件下连续测量10次,共得到6组测量列。

5结果

利用微机电子天平组成砝码检定系统,不仅速度提高了几十倍,大大简化了操作程序,1时由原来4h的工作量缩短为现在的0.5h,提高了工作效率,,检定砝码的准确性、可靠性得到了提高。即扩展不确定度由原来Ugs=0.026mgvo=100提高到Ugs=0.020mg.v({=50。此项检定系统是质量计检定的一个新突破,目前在全省占领先地位。填补了省内质量检定系统空白。这种方式方便可靠,值得推广,

科学地进行数据处理,在一定条件下,可得到良好的结果,科学方法的应用,有助于将检定技术推向更高水平。

砝码

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