[發明專利]一種電子分析天平微量加載與漂移判別方法

無效

• 申請號: 201410289022.4
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104101418A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 滕召勝;黃強;唐享;蔣婷;任亞奇
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01G23/01
• 分類號: G01G23/01
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于信號處理技術領域，涉及一種電子分析天平微量加載與漂移判別方法。

背景技術

電子分析天平是一種高精度質量計量儀器，是廣泛應用于國防、科研、工廠、實驗室的質量計量標準器具，具有稱量準確度高、穩定性好、響應速度快等特點。工作環境溫度變化使天平示值發生緩慢變化，即漂移現象，在一定時間段內因漂移造成的質量變化與微量加載難以區分。因此，微量加載與漂移判別方法是實現電子分析天平快速、準確稱量的關鍵技術。

發明內容

為了克服現有技術中存在的缺陷，溫度變化速率較快時，漂移質量變化速率可能超過微量加載質量變化速率，需先對溫度進行補償后再判別微量加載與漂移。本發明提供一種電子分析天平微量加載與漂移判別方法，以快速區分漂移與加載。其技術方案如下：

一種電子分析天平微量加載與漂移判別方法，包括以下步驟：

a)對溫度傳感器輸出的溫度數據進行補償；

b)利用補償后的溫度數據對零點漂移量和靈敏度系數進行校正；

c)利用采樣數據、零點漂移量和靈敏度系數計算質量；

d)根據質量的變化速率對微量加載和漂移進行判別。

優選地，所述步驟a)中溫度數據按照溫度變化的方向進行補償，溫度數據補償量與質量的相對變化率成比例關系。

優選地，所述步驟b)中零點漂移量和靈敏度系數是關于溫度數據的函數，能夠利用放置在磁鋼內部的溫度傳感器輸出的溫度數據進行校正。

優選地，所述步驟b)中零點漂移量和靈敏度系數的求取包括如下步驟：在10℃、15℃、20℃、25℃、30℃五個溫度點下分別對50g、100g、150g和200g標準砝碼加卸載10次，測得對應的采樣數據并取平均，得到五個溫度點下的五組平均采樣數據，求取零點漂移量和靈敏度系數。

優選地，補償系數的求取包括如下步驟：分別加載0g、50g、100g、150g和200g標準砝碼10min，并同時記錄對應的采樣數據、砝碼質量值和溫度傳感器輸出的溫度數據，得到記錄數據最開始10s和最后10s的采樣數據、砝碼質量值和溫度數據的平均值，并采用求得的零點漂移量和靈敏度系數求取補償系數。

優選地，所述步驟d)中在一定的時間段內質量的變化速率超過設定的速率閾值X時，判定有微量加載，否則為漂移。

進一步優選，設定的速率閾值X的求取包括如下步驟：分別在微量加載和漂移時，對計算得到的質量數據進行分析，得到對應的質量變化速率，從而確定判定加載與漂移質量變化速率閾值X，閾值X等于微量加載與漂移質量變化速率和的一半。

本發明的有益效果：

本發明的電子分析天平微量加載與漂移判別方法能有效抑制溫度漂移，快速準確判別微量加載和漂移。

附圖說明

圖1為本發明一實施例的微量加載與漂移判別方法流程圖；

圖2為典型的溫度和零點漂移量曲線；

圖3為典型的加載質量值上升曲線。

具體實施方式。

下面結合附圖和具體實施方式對本發明的技術方案作進一步詳細地說明。

隨機抽取不同批次的電子分析天平，然后對每臺電子分析天平分別進行以下操作：預熱3小時后，達到最佳工作狀態，在恒溫室內進行加載測試，同時記錄測試時間點、五種載荷下的采樣數據(0g、50g、100g、150g、200g)、環境溫度和置于磁鋼內部溫度傳感器輸出數據，加載持續時間可為30min。以測試時間點0時刻為基準，分別計算出后續各時間點相對于基準點的零點漂移量，以時間為橫坐標，溫度和載荷為縱坐標，將每臺電子分析天平的測量數據繪制成圖，其典型特性曲線如圖2所示。從圖中可以看出，環境溫度變化，零點漂移量有一定的時間滯后，其滯后程度小于溫度傳感器輸出溫度數據的滯后。因此，使用溫度傳感器輸出溫度數據對零點漂移量校正存在時間滯后，必須首先對溫度傳感器輸出溫度數據進行補償。

參照圖1所示，首先，如步驟10，對溫度傳感器輸出的溫度數據按下面的公式進行補償。

T′＝T+K[W(t₀)-W(t₁)]/W(t₀)??????(1)

W(t₁)是最新的采樣數據，W(t₀)是先于t₁時間Δt的采樣數據，溫度數據T的補償量與采樣數據的相對變化率成比例，K是一個補償系數。