人們把用電磁力平衡被稱物體重力的天平稱為電子天平，其中一部分稱為分析天平。其特點是稱量準確可靠、顯示快速清晰並且具有自動檢測系統、簡便的自動校準裝置以及超載保護等裝置。
今天小譜就其發展史、檢測原理、結構等和大家進行探討，一文把電子天平講通透。
（如果讀完文章您覺得還有哪些想聽的知識點小譜沒有講到，亦或是覺得小譜文章中有哪些觀點您不太認同，歡迎您積極留言。)
我國電子天平的研究始於七十年代末，早期產品是仿製進口天平。八十年代初期，上海天平儀器廠和瀋陽天平廠、常熟衡器廠及湘儀天平廠等主要廠家都已開始研製電子天平或仿製國外早期產品，但是由於技術不成熟，沒有形成規模的生產能力。隨著我國改革開放步伐的加快，八十年代中期，我國天平行業通過引進發達國家電子天平的生產技術，搞SKD散件組裝，積累了一定經驗，然後在此基礎上消化、吸收其產品、技術，進行國產化研究，應用微處理器控制技術，重點攻關電磁力傳感器製造技術，使我國的電子天平產品在普通稱量領域快速地跟上了世界先進水平。在九十年代初期已經形成了一定的生產的規模，如上海天平廠、瀋陽龍騰公司、常熟衡器廠、湘儀天平廠等，已經能批量地生產電子天平並銷往國內市場。生產的電子天平稱量範圍從100g/0.1mg到50Kg/1g。到二十一世紀近八年時間中，中國電子天平行業新廠不斷湧現，隨著市場的需求量不斷增加，中國電子天平行業的生產能力已達到較大規模，供應國內市場並出口到國際市場。機械天平根據槓桿原理，當天平達平衡時，物體的質量即等於砝碼的質量。電子天平一般採用應變式傳感器、電容式傳感器、電磁平衡式傳感器。應變式傳感器，結構簡單、造價低，但精度有限，在2009年前不能做到很高精度；電容式傳感器稱量速度快，性價比較高，但也不能達到很高精度；採用電磁平衡傳感器的電子天平，其特點是稱量準確可靠、顯示快速清晰並且具有自動檢測系統、簡便的自動校準裝置以及超載保護等裝置。電子天平的基本結構是由秤盤、傳感器、位置檢測器、PID調節器、功率放大器、低通濾波器、模數轉換器、微計算機、顯示器、機殼、底腳等部分組成的：
1、秤盤
秤盤多為金屬材料製成,安裝在天平的傳感器上,是天平進行稱量的承受裝置。它具有一定的幾何形狀和厚度,以圓形和方形的居多。使用中應注意衛生清潔,更不要隨意掉換秤盤。
2、傳感器
傳感器是電子天平的關鍵部件之一,由外殼、磁鋼、極靴和線圈等組成,裝在秤盤的下方。它的精度很高也很靈敏。應保持天平稱量室的清潔,切忌稱樣時撒落物品而影響傳感器的正常工作。
3、位置檢測器
位置檢測器是由高靈敏度的遠紅外發光管和對稱式光敏電池組成的。它的作用是將秤盤上的載荷轉變成電信號輸出。
4、PID調節器
PID(比例、積分、微分)調節器的作用,就是保證傳感器快速而穩定地工作。
5、功率放大器
其作用是將微弱的信號進行放大,以保證天平的精度和工作要求。
6、低通濾波器
它的作用是排除外界和某些電器元件產生的高頻信號的幹擾,以保證傳感器的輸出為一恆定的直流電壓。
7、模數(A/D)轉換器
它的優點在於轉換精度高,易於自動調零能有效地排除幹擾,將輸入信號轉換成數位訊號。
8、微計算機
此部件可說是電子天平的關鍵部件了，它是電子天平的數據處理部件,它具有記憶、計算和查表等功能。
9、顯示器
現在的顯示器基本上有兩種:一種是數碼管的顯示器;另一種是液晶顯示器。它們的作用是將輸出的數位訊號顯示在顯示屏幕上。
10、機殼
其作用是保護電子天平免受到灰塵等物質的侵害,同時也是電子元件的基座等。
11、底腳
電子天平的支撐部件,同時也是電子天平水平的調節部件,一般均靠後面兩個調整腳來調節天平的水平。
電子天平及其分類按電子天平的精度可分為以下幾類：
1、超微量電子天平：超微量天平的最大稱量是2至5g，其標尺分度值小於（最大）稱量的10-6；
2、微量天平：微量天平的稱量一般在3至50g，其分度值小於（最大）稱量的10-5；
3、半微量天平：半微量天平的稱量一般在20至100g，其分度值小於（最大）稱量的10-5；
4、常量電子天平：此種天平的最大稱量一般在100至200g，其分度值小於（最大）稱量的10-5；
5、分析天平：其實電子分析天平，是常量天平、半微量天平、微量天平和超微量天平的總稱；
6、 精密電子天平：這類電子天平是準確度級別為Ⅱ級的電子天平的統稱。
電子天平的四個性能指標
生活中大家在使用電子天平的時候，首先考慮的就是天平示值的不變性、天平的正確性、天平的靈敏性、天平的穩定性。所謂的穩定性就是指天平精度的穩定性；而靈敏度就是指天平讀數的反應快慢，在這方面電子天平較機械天平具有更高的靈敏度；正確性就是指其讀數的準確性；而不變性就是指天平讀數的穩定性，即天平讀數的浮動範圍，浮動範圍越小，說明其不變性越好。
一、電子天平示值的不變性
電子天平示值的不變性，是指天平在相同條件下，多次測定同一物體，所得測定結果的一致程度。對於電子天平，依然有天平示值的不變性，比如對電子天平重複性，再現性的控制，對電子天平零位及回零誤差的控制，對電子天平空載或加載時，電子天平在規定時間的電子天平示值漂移的控制。
二、電子天平的正確性
電子天平的正確性，就是天平示值的正確性，它表示天平示值接近真值的能力；從誤差角度來看，天平的正確性，就是反映天平示值的系統誤差大小的程度。
三、電子天平的靈敏性
電子天平的靈敏性，就是天平能覺察出放在天平衡量盤上的物體質量改變量的能力。電子天平的靈敏性，可以通過角靈敏度，或線靈敏度，或分度靈敏度，或數字(分度)靈敏度來表示。對於電子天平，主要是通過分度靈敏度，或數字靈敏度來表示的。天平能覺察出來的質量改變量越小，則說明天平越靈敏，可見對於電子天平來說，天平的靈敏度依然是判定天平優劣的重要性能之一。
四、電子天平的穩定性
電子天平的穩定性，就是指天平在其受到擾動後，能夠自動回到它們的初始平衡位置的能力。對於電子天平來說，其平衡位置總是通過模擬指示或數字指示的示值來表現的，所以，一旦對電子天平施加某一瞬時的幹擾，雖然示值發生了變化，但幹擾消除後，天平又能回復到原來的示值，則我們稱該電子天平是穩定的。一臺電子天平，其天平的穩定性是天平可以使用的首要判定條件，不具備天平穩定性的電子天平根本不能使用。
以某品牌天平為例
電子天平的維護保養
1、將天平置於穩定的工作檯上避免振動、氣流及陽光照射。
2、在使用前調整水平儀氣泡至中間位置。
3、電子天平應按說明書的要求進行預熱。
4、稱量易揮發和具有腐蝕性的物品時，要盛放在密閉的容器中，以免腐蝕和損壞電子天平。
5、經常對電子天平進行自校或定期外校，保證其處於最佳狀態。
6、如果電子天平出現故障應及時檢修，不可帶「病」工作。
7、操作天平不可過載使用以免損壞天平。
8、若長期不用電子天平時應暫時收藏為好。
電子天平砝碼維護與保養
1、分析天平應按計量部門規定定期校正，並有專人保管，負責維護保養。
2、天平內應放置乾燥劑，常用變色矽膠，應定期更換。
3、稱量不得超過天平的最大載荷。
以某品牌天平為例
1、稱量不準確的故障分析
觀測內碼值是否穩定，傳感器各部位是否有摩擦現象，穩壓電源是否穩定，運放電路是否正常，使用砝碼測試秤盤四腳秤量是否平均。依照說明書指示，進一步做儀表局部分析或重量校正。
2、稱重物移除後無法回到零點的故障分析
檢查傳感器輸出信號值是否於標準內(A/D的總放大碼/使用內碼範圍/底碼範圍)，如果信號值未在標準內，調節傳感器可調電阻，將信號值調到標準內，如無法補償請檢查傳感器是否有問題，在保證傳感器輸出正常(秤體穩定)情況下，鎖定儀表故障，一般是放大電路及A/D轉換電路發生問題，再依據電路原理逐一判斷測試分析，以最終解決問題。
3、無法開機的故障
先確定非保險絲、電源開關、電源線及電壓切換開關的問題所造成，檢查變壓器有無交流電壓輸入及交流電輸出。如果儀錶帶有電池將電池取下再以AC電源開機，以了解是否為電池電壓不足所造成。其次再檢測整流電路、穩壓電路以及顯示驅動電路是否出現異常，如果這些都沒問題檢查處理器及附屬電路是否燒壞。
4、顯示亂碼
將原來的顯示電路拆下，換一個正常的顯示電路看是否正常。如果顯示正常說明顯示電路出現問題，如果不正常，應檢查驅動電路是否有故障，最後檢查處理器顯示輸出的引腳是否在合理的輸出範圍。
5、按鍵不好用
先更換新按鍵進行測試，如新按鍵功能正常時，則可判定為按鍵接觸不良，測量按鍵與CPU之間線路有無斷路、虛焊。檢查按鍵支座是否有接觸不良現象。測量按鍵與CPU迴路上的二極體、電阻等是否有短路、斷路的情況。
6、無法稱到滿載
和無法回零的情況差不多，多數可能由於小信號輸入範圍發生了改變。按照無法回零的方法檢測，如果找不出問題，就先檢測供電電源、A/D電路是否正常，再檢測傳感器輸出。
7、指針跳動
當橫梁被託起時，如支點刀的刀口與刀墊間前後距離不等，則開啟天平時，會產生指針跳動，可把橫託架左臂前的螺絲放鬆，然後用手捻調節小支柱的高度，直至指針不再跳動。
以某品牌天平為例
電子天平的使用說明
1、 將天平置於穩定的工作檯上避免振動、氣流及陽光照射。
2、 在使用前調整水平儀氣泡至中間位置。
3、 電子天平應按說明書的要求進行預熱。
4、 稱量易揮發和具有腐蝕性的物品時，要盛放在密閉的容器中，以免腐蝕和損壞電子天平。
5、 經常對電子天平進行自校或定期外校，保證其處於最佳狀態。
6、 如果電子天平出現故障應及時檢修，不可帶「病」工作。
7、 操作天平不可過載使用以免損壞天平。
8、 若長期不用電子天平時應暫時收藏為好。
電子天平使用的注意事項
一、電子天平的心臟一重力電磁傳感器簧片（一般共有六一八片〕細而薄，極易受損，且天平的精度越高，其重力傳感簧片也越薄，所以在使用中應特別注意加以保護，不要向天平上加載重量超過其稱量範圍的物體，絕不能用手壓稱盤或使天平跌落地下，以免損壞天平或使重力傳感器的性能發生變化，另外稱量一個物體以特別是較重的物體〕一般不要超過30秒鐘搬動和運輸時應將稱盤及其託盤取下來。
二、電子天平實際上是測量地球對敞在稱盤上的物體的引力即重力的儀器，而由於地球徑緯度的不同，各地的重力加速度（9-9. 8m2/s〕並不相同,在使用當地其稱量準確度取決於是否進行了正確的校正和校正砝碼的精度，假如您發現校正好的天平，在當地稱重有一定誤差，這並不表示天平有任何故障，請按各型號電子天平說明書介紹的方法，用計量部門認可的標準砝碼進行校正即可進行準確稱量。
三、電子天平的校正方法一般分三大類：
全自動校正：內合標準砝碼和電機伺服機構，只需按一個功能鍵即可在數十秒鐘內完成校正，一般新型的萬分之一克精度以上的電子天平均採用全自動校正機構;
半自動校正：內裝標準砝碼但無伺服機構，在進入校正程序後，需要手動加載和卸下校正碼;
手動校正：天平內沒有標準砝碼和伺服機構需要手動進入校正程序並外加標準砝碼進行校正一般精度較低的天平採用手動校正
四、電子天平是一臺對環境高度敏感的精密電子測量儀器，使用時應小心操作，安裝臺面應無明顯振動，不要敞在空調口，若這些條件不能滿足，應採取一些改進措施：如變更使用地點；裝上防風罩等。同時注意要調整底角螺絲，使水平指示器的氣泡居中。天平未調好水平也是產生稱量誤差的原因之一。
到了這裡，相信各位已經對電子天平有了很深的了解。如今，電子天平的品牌都有哪些呢？最受關注的又是哪些呢？（以品牌簡稱首字母排序）
A. 艾安得
產品：
▲ 日本A&D BM-20自動微量分析天平
艾德姆Luna系列精密天平
艾德姆Luna系列分析天平 等
▲ 艾德姆Luna系列精密天平
C. 奧豪斯
產品：
奧豪斯準微量天平Explorer
奧豪斯分析天平PX125DZH 等
▲ 奧豪斯準微量天平Explorer
D. 島津
產品：
島津分析天平AP系列
分析天平AUX220 等
E. 衡平
產品：
萬分之一電子天平
JA31002電子公斤天平 等
▲ 萬分之一電子天平
F. 梅特勒-託利多
產品：
梅特勒-託利多XPR分析天平
梅特勒-託利多 XPR10 超微量天平 等
▲ 梅特勒-託利多XPR分析天平
G. 普利賽斯
產品：
普利賽斯 390HA&HE 半微量電子天平
普利賽斯 321LS 分析電子天平 等
▲ 普利賽斯 390HA&HE 半微量電子天平
H. 賽多利斯
產品：
賽多利斯高端高性能稱重天平 Cubis®
賽多利斯 Cubis® II 模塊化高端實驗室天平 等
▲ 賽多利斯高端高性能稱重天平 Cubis®
I. 舜宇恆平儀器
產品：
舜宇恆平AE224觸摸式彩屏電子分析天平
舜宇恆平FA電子分析天平 等
▲ 舜宇恆平AE224觸摸式彩屏電子分析天平
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