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奧豪斯小課堂|你不可不知的天平校準(zhǔn)的原理

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瀏覽:- 發(fā)布日期:2023-05-18 09:27:32【

實(shí)驗(yàn)員們都知道,實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性和研究的規(guī)范性,都要求實(shí)驗(yàn)人員認(rèn)真維護(hù)每一款實(shí)驗(yàn)儀器。

電子天平的日常維護(hù),則是每次使用前必不可少的預(yù)熱和校準(zhǔn)。


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電子天平的校準(zhǔn)為什么這么重要呢?

本文將從天平內(nèi)部構(gòu)造的特性來為您講解天平校準(zhǔn)的原理及必要性,并為您介紹OHAUS電子天平的AutoCal自動校準(zhǔn)功能及其優(yōu)勢。

1什么是稱重傳感器,天平中的稱重傳感器如何工作?

在日常實(shí)驗(yàn)中必不可少的電子天平,屬于精密儀器。 

稱重傳感器是電子天平里最核心的機(jī)電裝置,也是一種金屬物體。

當(dāng)它被施加載荷時,會發(fā)生偏轉(zhuǎn)或彎曲。但這種整體變化幅度非常小。 

以下圖為例,圖示為一個簡單的應(yīng)變片電阻稱重傳感器。左圖為其空載狀態(tài),右圖為負(fù)載狀態(tài)。

通過圖示,我們可以看到施加負(fù)載后,導(dǎo)致稱重傳感器產(chǎn)生彎曲或偏轉(zhuǎn)。

這樣的形變可能由物體重量或向下力形成,稱重傳感器會將這樣肉眼難以觀測到的物理形變,轉(zhuǎn)換成可量化的電信號。

金屬的熱脹冷縮可以忽略不計(jì)嗎?

眾所周知,溫度的變化會導(dǎo)致物體的熱脹冷縮。

從物理學(xué)角度來看,我們每天接觸到的所有物體,無論是固體、液體還是周圍的氣體,都是由被稱為原子的極小粒子組成。

在固體中,原子以特定方式排列,不允許做過多移動。但是,當(dāng)一種物質(zhì)被加熱時,能量被吸收。這種吸收的能量增加了構(gòu)成它的原子的動能,反過來又使原子占據(jù)更多的空間,從而使物體膨脹。反之,當(dāng)去除熱量時,儲存在給定材料的原子中的動能減少,因此材料就會收縮。 

這樣的現(xiàn)象,稱為熱脹冷縮。

通常來說,金屬等材料的膨脹和收縮幾乎可以忽略不計(jì),也不會產(chǎn)生什么后果。但是,在高精度應(yīng)用中,即使極細(xì)微的熱脹冷縮也可能帶來挑戰(zhàn)。

電子天平非常精密敏銳,非工作情況下,外界環(huán)境的細(xì)微變化,也會使稱重傳感器發(fā)生彎曲和偏轉(zhuǎn)。

為什么必須要進(jìn)行校準(zhǔn)?

為保證電子天平的每次稱量都可以獲得最可靠的結(jié)果,我們必須降低環(huán)境變化的影響。天平校準(zhǔn),就是這樣一種必要的手段。

校準(zhǔn),即應(yīng)用已知質(zhì)量,檢查測量值和真實(shí)(已知)值是否匹配。

校準(zhǔn)(有時是)使用外部砝碼完成,但外部校準(zhǔn)有幾個缺點(diǎn):

操作繁瑣,耗時較長。

必須妥善存放和處理外部砝碼——在某些情況下,與人體皮膚接觸會將一定量的油脂轉(zhuǎn)移到砝碼上足以使其超出允差范圍。

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