本文介紹概述了高精度電子天平系統(tǒng)的組成，分析電子天精度影響因素，進一步探討自動校準和溫度補償系統(tǒng)的設計，開展科學化的誤差分析，從而實現電子天平性能的不斷優(yōu)化，真正實現高精度計量，以更好的滿足社會生產生活中不同領域對電子天平的應用需求，推進整個社會的不斷發(fā)展進步。

　　現代社會發(fā)展形勢下，計算機技術不斷進步，微電子技術也得到快速發(fā)展，稱量技術趨向于快速稱量為保證稱量技術的穩(wěn)定性，提高測量精度與稱量靈敏度，稱量裝置應當功能全面，并實現自動化和在線化。高精度電子天平是天平中的一種，能夠實現快速稱量、操作簡便、直接讀數，實際抗干擾能力較強，并基于計算機實現了智能化與數據統(tǒng)計分析、醫(yī)藥衛(wèi)生以及航空航天等領域內均發(fā)揮著重要的作用。

　　1 高精度電子天平系統(tǒng)組成及精度影響因素

　　1.1 系統(tǒng)組成

　　電子天平系統(tǒng)是一個閉環(huán)伺服系統(tǒng)，秤盤通過立柱連桿與線圈連接。任何一個平衡控制系統(tǒng)為了進一步提高其精度和穩(wěn)定性，往往需要加進閉環(huán)系統(tǒng)。系統(tǒng)運行中，采用分層數字濾波技術保證高精度，采用程序跟技術保證稱量的重現性，線性化處理保證天平的線性度。

　　1.2 精度影響因素

　　由于計量精密、靈敏度高，因而溫漂與時漂成為影響電子天平計量性能的主要因素。研究可知，低功耗、低時漂、低噪聲電子元件的選擇、電路設計、正確安裝、天平水平調整和預熱使用，都是減小誤差提高準確度的措施。

　　2 時漂的自動校準

　　電子天平長時間工作不穩(wěn)定，則會出現時漂情況，隨著使用時間的延長以及重力加速度的變化，電子分析天平的永磁體磁感應強度與傳感器力敏元件的內部應力也會發(fā)生一定變化。而時漂所展現出的最鮮明狀態(tài)，則是天平加載不變，而測量輸出變化緩慢。

　　2.1 原理及硬件設計

　　自動校準原理；一旦定時器時間到，單片機通過I/O對繼電器的開斷進行準確控制。繼電器導通狀態(tài)下，電機M帶動轉軸中端的半圓形擋板A開始轉動，直至A旋轉至光電開關部位，電機停止轉動，天平內部標準砝碼被抬起，此時天平進行空載校準。之后啟動電子，A旋轉脫離光電開關部位，光電開關導通，天平內部標準砝碼下降，方可進行滿載校準。整個流程下來就完成了自動校準。

　　就直流減速電機來看，其轉動力矩大，體積小，裝配簡單且便于使用。高速電動機所產生的原始動力能夠產生大扭力，帶動較重物體轉動。以DJ12V30直流減速電機為例，其以標準兩線接口實現正轉與反轉控制，無負載工作電流為120mA，功率為3W。

　　就固態(tài)繼電器來看，其輸入端與輸出端之間采用隔離器件來實現電隔離，額定電壓一般為220VAC50Hz±10%。額定電流一般為AC：10A，DC：20。

　　2.2 軟件編程

　　單片機通過定時器來確定自動校準時間，即通過定時器來控制繼電器的開斷從而控制電機的轉動進行祛碼的加載。然后通過光電開關的通斷來判斷祛碼是否加載到位。

　　3 溫度補償系統(tǒng)的設計

　　在一些單片機傳感器測量系統(tǒng)中，要解決傳感器溫度誤差補償問題，首先要測出傳感器點的溫度，該溫度采集信號送入單片機。測溫元件通常是安裝在傳感器內靠近敏感元件的地方，用來測量傳感器點的環(huán)境溫度，測溫元件的輸出經放大及轉換送到單片機，單片機通過并行接口接收溫度數據，并暫存溫度數據。信號采樣結束，單片機運行溫度誤差補償程序，對傳感器信號的溫度誤差進行補償。

　　軟件編程：

　　本文中采用了滑動平均數字濾波算法對轉換器輸出值進行濾波。為進一步提高V/F輸出精度，可使用二級平均，在這種情況下，第一級的輸出通過第二級再取平均，其輸出作為有效采樣值。

　　4 誤差分析

　　通過試驗研究可知，補償后電子天平的性能滿足原有電子天平在精度方面的要求，更具靈活性與智能性，在縮短天平生產周期的同時，一定程度上減少了工作強度，具有良好的應用價值。以國家有關電子天平相關規(guī)定為標準，可以明確高精度電子天平使用時對環(huán)境要求較高，溫度波動不宜超出1℃/h，相對濕度應當在85%以內，并對氣流、振動、電磁干擾等環(huán)境因素進行合理約束，進一步對高精度電子天平的誤差進行科學化分析。

　　通過溫度傳感器重復性實驗可知，在20℃溫差范圍內，受到溫度傳感器自身因素的影響，空載狀態(tài)與滿載狀態(tài)均會產生一定誤差，空載時誤差為0.001g，滿載時誤差為0.009g。對改進后的電子天平開展重復性實驗，以此檢定有軟件溫度補償后的電子天平的性能，實驗結果顯示，空載狀態(tài)下誤差不超出0.012g，滿載狀態(tài)下誤差不超出0.023g，也就是說在標準溫差范圍內，改進后的電子天平的性能穩(wěn)定，能夠最大程度上滿足電子天平在空載與滿載狀態(tài)下的誤差要求，具有良好的應用價值。

　　在應用高精度電子天平的過程中，為避免出現測量偏差、天平顯示質量值偏差、空氣流動影響以及溫度不定準等因素的影響，應當在高精度天平正式使用之前調整水平，開機預熱一小時后再進行測量。砝碼的取放應當保持小開門、短時間，關閉好風扇和天平取物窗之后稱量砝碼，保證恒溫時間長，之后做好定時定變化方向，以提高恒溫箱內氣流相對穩(wěn)定性，進一步開展測量。

　　結束語

　　總而言之，隨著現代社會科學技術不斷進步， BL-A系列西特精密電子天平等精度電子天平的出現，作為一種智能化質量計量儀器，其計量精密度與靈敏度較高，最大程度上滿足了電子分析天平在實際應用中的不足，促進了電子分析天平定時自動校準的順利實現，在保證計量準確性的基礎上，提高了天平的智能型，縮短高低溫實驗周期，減少了操作人員的實驗步奏，減輕了天平校準方面的負擔。由此可知，高精度電子天平具有良好的應用價值，但在未來發(fā)展中應當控制好恒溫時溫度波動，減小不必要外部因素對溫度測量的影響，促進高精度電子天平實際應用價值的最大化發(fā)揮。