[其他]電子天平的溫度補(bǔ)償裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85103903
• 申請(qǐng)日: 1985-05-08
• 公開（公告）號(hào): CN85103903A
• 公開（公告）日: 1986-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 島內(nèi)邦夫;河本晟;虅?dòng)揽岛?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社島津制作所
• 主分類號(hào): G01G7/02
• 分類號(hào): G01G7/02;G01G1/42
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 郁玉成,杜日新

本發(fā)明指的是在電磁力自動(dòng)平衡式電子天平中，靈敏度和零點(diǎn)的自動(dòng)溫度補(bǔ)償裝置。

在電磁力自動(dòng)平衡式電子天平中，作為電磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)而使用的磁體的磁束密度表現(xiàn)出具有200PPm/℃至500PPm/℃的溫度依賴性。對(duì)于讀數(shù)極限為全量程的160萬(wàn)分之一至200萬(wàn)分之一左右的精密電子天平，溫度每變化1度要想有1/400至1/1000的精度，則必須進(jìn)行靈敏度補(bǔ)償。

過去的電子天平的溫度補(bǔ)償辦法是改變天平周圍的溫度，測(cè)出其改變前后靈敏度的變化，用手動(dòng)的方式調(diào)節(jié)溫度系數(shù)校正電路的開關(guān)或可變電阻器等，然后再一次改變天平周圍的溫度，并判斷上次的調(diào)節(jié)是否正確。如果不正確時(shí)，要再次反復(fù)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。而且，使用周圍的溫度改變并穩(wěn)定下來之后，還要經(jīng)過幾個(gè)小時(shí)天平才能在這個(gè)溫度中穩(wěn)定下來。因此，使用溫度范圍跨越5℃～45℃全域的天平的靈敏度溫度系數(shù)之精密調(diào)節(jié)需要非常長(zhǎng)的時(shí)間，并需要花費(fèi)很多精力，由于這個(gè)原因，跨越5℃～45℃使用溫度范圍全域的靈敏度溫度系數(shù)可精密調(diào)節(jié)的電子天平是非常昂貴的。

本發(fā)明的目的是，以自動(dòng)的方式或手動(dòng)的方式使環(huán)境溫度順序次變化下去時(shí)，不必用人手，就可自動(dòng)補(bǔ)償天平的靈敏度，同時(shí)也自動(dòng)補(bǔ)償另點(diǎn)的溫度系數(shù)，在天平使用的全部溫度范圍內(nèi)（5℃～45℃），提供可以保證有不變的靈敏度和另點(diǎn)溫度系數(shù)的電子天平。本發(fā)明的另一個(gè)目的，是以便宜的價(jià)格來提供具有這樣高精度的天平。

本發(fā)明的電子天平溫度補(bǔ)償裝置的特征是包含有：靈敏度校正用的內(nèi)裝砝碼，根據(jù)電信號(hào)自動(dòng)增減內(nèi)裝砝碼的砝碼增減裝置，環(huán)境溫度測(cè)量裝置，對(duì)于二點(diǎn)以上的各測(cè)量溫度增加上述內(nèi)裝砝碼時(shí)和減小時(shí)記憶測(cè)量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，根據(jù)當(dāng)時(shí)的環(huán)境測(cè)量和上述存儲(chǔ)器中記憶的數(shù)據(jù)對(duì)重量測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行靈敏度和零點(diǎn)補(bǔ)償?shù)男Ｕb置。

圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，重量變換部1是由位置變化敏感器2，放大器3，PID控制部4，電流放大器5，電磁力發(fā)生線圈6構(gòu)成的伺服機(jī)構(gòu)，根據(jù)盤上的重物產(chǎn)生與之平衡的電磁力，經(jīng)電阻7，將這時(shí)流過線圈6的電流變換成電壓，從而獲得重量測(cè)量數(shù)據(jù)。這個(gè)重量測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電路8，送入A/D變換器9的輸入端，再將數(shù)字化的測(cè)量數(shù)據(jù)輸入微型計(jì)算機(jī)10。同時(shí)，在重量交換部1中裝有利用馬達(dá)11工作的砝碼增減機(jī)構(gòu)12，這個(gè)馬達(dá)11受微型計(jì)算機(jī)10的指令控制。

此外，為了測(cè)量重量變換部1的環(huán)境溫度，裝有溫度敏感元件13，其輸出信號(hào)經(jīng)放大器14放大后，在校正測(cè)溫時(shí)，經(jīng)開關(guān)電路8輸入到A/D變換器9的信號(hào)輸入端，在使用天平時(shí)，主要通過轉(zhuǎn)換開關(guān)15輸入到A/D變換器9的基準(zhǔn)信號(hào)輸入端。測(cè)溫時(shí)A/D變換器9的基準(zhǔn)信號(hào)輸入端要輸入穩(wěn)壓電壓源16的輸出電壓。

微型計(jì)算機(jī)10是由I/O接口17，鍵盤18，RAM19，ROROM20，不揮發(fā)性RAM21，顯示器22和CPU23構(gòu)成，顯示器22用來表示CPU中數(shù)據(jù)處理后的測(cè)量值等。ROM20用來記憶控制程序等，不揮發(fā)性RAM21用來記憶校正時(shí)在各個(gè)溫度測(cè)出的內(nèi)裝砝碼增減時(shí)的重量測(cè)量數(shù)據(jù)，以及由這些數(shù)據(jù)算出的溫度系數(shù)值或表示溫度特性的函數(shù)等。在A/D變換器9的信號(hào)輸入端及基準(zhǔn)信號(hào)端裝有轉(zhuǎn)換開關(guān)8和15，它們受CPU的指令控制。

以下說明它們的作用：

在校正時(shí)，電子天平整體放置在可以變化環(huán)境溫度的恒溫槽內(nèi)，以自動(dòng)或手動(dòng)的方式，順次調(diào)節(jié)，例如在5℃至45℃范圍內(nèi)所定的某一溫度上，如：5℃，15℃，25℃，35℃，45℃處。從鍵盤18指示校正方式后，溫度敏感元件13測(cè)出的溫度一旦等于上述所定的溫度時(shí)，馬達(dá)11就自動(dòng)增減內(nèi)裝砝碼，這時(shí)所測(cè)出的重量值被記憶在不揮發(fā)性RAM21中。在溫度測(cè)量時(shí)，將放大器14的輸出接入到A/D變換器9的輸入端。并將穩(wěn)壓電源16的輸出加到基準(zhǔn)信號(hào)輸入端。在重量測(cè)量時(shí)，將電阻7的端電壓引入到A/D變換器9的輸入端，同時(shí)，將放大器14的輸出接到基準(zhǔn)信號(hào)的輸入端。

這樣，對(duì)于每一個(gè)溫度，減小內(nèi)裝砝碼時(shí)的另點(diǎn)數(shù)據(jù)和增加內(nèi)裝砝碼時(shí)的數(shù)據(jù)均被存儲(chǔ)在不揮發(fā)性RAM21中，CPU23根據(jù)這些數(shù)據(jù)算出溫度系數(shù)（在全部溫度范圍內(nèi)是一定的）或表征溫度特性的函數(shù)（包含有溫度的2次方以上的高次項(xiàng)）?？梢詫⑦@些也寫入不揮發(fā)性RAM21中。

校正作業(yè)完成之后，由鍵盤18轉(zhuǎn)換成測(cè)量方式，在這種方式下，溫度敏感元件13定期的或?qū)?yīng)于一定的溫度變化時(shí)測(cè)出環(huán)境溫度。由此，再由CPU求出這個(gè)溫度下的另點(diǎn)及靈敏度的校正值。

當(dāng)天平的盤子上裝載有被測(cè)物時(shí)，由A/D變換器9及CPU23完成這種溫度下的校正處理之后，測(cè)量值就表示在顯示器22上。