[發(fā)明專利]游碼式固體密度測試儀

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310339050.8
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN103364307A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭玉龍
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭玉龍
• 主分類號: G01N9/08
• 分類號: G01N9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測量固體密度的計量器具。

背景技術(shù)

設(shè)體積為????????????????????????????????????????????????的某一物體的質(zhì)量為，則該物體的密度等于。

目前對于液體或氣體的密度值人們已能測得很精確，對于規(guī)則形狀的固體，密度檢測也比較容易實現(xiàn)，可是對于不規(guī)則形狀的固體的密度測量目前仍是個難題。

過去人們所公知的許多種關(guān)于測量固體密度的方法都是間接測量法，也就是說，要由幾個直接測得量經(jīng)已知函數(shù)關(guān)系式計算出被測固體的密度值，而且其中有些方法所測得的固體密度值很不精確，其中有些方法在測量過程中需要執(zhí)行比較繁瑣的操作步驟，下面舉例兩個關(guān)于間接測量固體密度的典型方法：

1.設(shè)待測固體不溶于水，用天平稱出固體的質(zhì)量為，往量筒中注入適量水，讀出體積為，將固體放入量筒中，浸沒，讀出體積為，最后計算固體密度。該測量方法的過程中要用天平測固體質(zhì)量，因此操作步驟比較繁瑣，而且其中還用到量筒測量體積，因此測量結(jié)果會出現(xiàn)較大誤差，被測固體的體積越小，測量結(jié)果的誤差越大；

2.設(shè)被測固體不溶于水，在空氣中用彈簧秤稱出固體的重量為，然后用細(xì)線將固體懸吊在水中，讀出彈簧秤的稱衡值為,又設(shè)已知水的密度為，最后計算固體的密度。該測量方法的過程中有用到彈簧秤進(jìn)行稱重，測量誤差會比較大，被測固體的重量越小，測量結(jié)果誤差越大。

在地球物理探礦、建筑行業(yè)鋼材、水泥材質(zhì)分析或礦石標(biāo)本成分含量分析中，密度參數(shù)測量是衡量其質(zhì)量或成分含量非常重要的依據(jù)之一。在需要測量大量礦石樣本的場合，過去使用的方法效率非常低下，很容易造成操作人員的疲勞，極易產(chǎn)生較大的誤差。很明顯，已有的密度參數(shù)測量方法已不適應(yīng)當(dāng)前的需求，必須用更加先進(jìn)的測量裝置來提高測量的效率和精度。

目前市場上有一種可用于測量固體密度的“密度測試儀”能將待測固體的密度值直接顯示在液晶屏幕上，其工作原理概括地講就是：利用物理學(xué)中的阿基米德原理把固體密度的測量轉(zhuǎn)換為重量的測量，再利用桌秤式電子稱或電子天平進(jìn)行測量重量、數(shù)據(jù)處理和電子顯示。為了讓人更好地理解現(xiàn)有技術(shù)中的這種密度測試儀，有必要在這里先介紹“電子天平”和“電子秤”方面的相關(guān)技術(shù)。

電子天平和電子秤都是通過作用在物體上的重力來測定該物體質(zhì)量并且采用數(shù)字指示輸出結(jié)果的計量器具，內(nèi)部電路都是由稱重傳感器、放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)電路、顯示電路、鍵盤電路、電源電路組成，電子天平和電子秤的主要區(qū)別在于所使用的稱重傳感器的工作原理不同：以電磁力或電磁力矩平衡原理進(jìn)行稱量的就叫做“電子天平”，以其它種類的稱重傳感器進(jìn)行稱量的就叫做“電子秤”，目前市場上的大多數(shù)電子稱都是采用電阻應(yīng)變式原理的稱重傳感器。

電子秤是稱重臺將物體重力傳遞至稱重傳感器，使傳感器彈性體發(fā)生變形，在激勵電壓作用下輸出電壓信號，經(jīng)線性放大器將信號放大，然后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由微處理器對質(zhì)量信號進(jìn)行處理后，在液晶顯示屏幕直接顯示質(zhì)量值。相對于電子天平來說，電子秤成本比較便宜，且操作規(guī)則簡單容易，且對使用環(huán)境的要求不高，比如人們可以在環(huán)境較差的農(nóng)貿(mào)市場中使用電子秤給各種農(nóng)貿(mào)產(chǎn)品進(jìn)行稱重；且電子秤的量程比較大，例如電子臺秤可以用來給成年人稱量體重；但是電子稱的精準(zhǔn)度不高，電子稱只是中準(zhǔn)確度Ⅲ級的衡器，電子秤在應(yīng)用中經(jīng)常會遇到誤差問題，只適用于對稱量精準(zhǔn)度的要求不是非常高的場合。

下面簡要說明電子稱的誤差的主要來源：

①?????電子秤都存在不同程度的四角偏載誤差，四角偏載誤差是由稱重傳感器的靈敏度引起的，表現(xiàn)為同一個待測物體在同一個電子秤的稱重臺上所處的位置的變化會引起稱重測量結(jié)果的變化；

②?????嚴(yán)格地講，電子秤的稱重傳感器承受載荷與其相應(yīng)輸出的電壓之間并非成直線關(guān)系，目前人們通過分段校準(zhǔn)電子秤的稱量，可以在一定程度上減小傳感器非線性造成的稱量誤差；

③?????電子秤在使用過程中，其稱重傳感器的受力情況復(fù)雜，在使用了一段時間后會最終導(dǎo)致傳感器的觸點發(fā)生改變，使檢定時的原始狀態(tài)產(chǎn)生變化，造成零點漂移，從而產(chǎn)生稱量誤差；

④?????電子秤的稱重臺與外殼之間的摩擦或倚靠，會影響力的傳遞，這樣加載負(fù)荷時的重量不能完全作用到稱重傳感器上，稱重傳感器的輸出信號自然偏小，此類情況，往往小稱量基本正常，加大負(fù)荷后，顯示值明顯減小；

⑤?????電子秤的稱重臺和重力傳感器等各部件之間的機(jī)械連接中的摩擦和應(yīng)力會造成電子秤的鑒別力誤差；