疑惑，分析天平的电路与传感器是怎么保证那么高的精度的

ahjjt · 发表于 2011-7-4 21:25:23

分析天平参数，

这么高的精度怎么处理电路噪声跟漂移的，还有传感器的这么高的线性度是如何标定的，一直相当疑惑

fswqz · 发表于 2011-7-4 21:51:33

第一、他有合适的基准源。
第二、他测得是相对量，因为每次开机都要进行自动校准（内有一个精密的砝码）
第三、他的温漂很小是因为他并不连续工作，在使用的瞬间，温度不会有很大的变化。
第四、个人观点仅供参考。

redtony · 发表于 2011-7-4 23:34:36

5位半的表，4位半的指标！

ahjjt · 发表于 2011-7-5 08:05:57

引用第2楼redtony于2011-07-04 23:34发表的 :
5位半的表，4位半的指标！

2.1g的测量范围，可读性（可以理解为显示分辨率）0.0001mg，线性误差是0.001mg，就相当于线性误差是0.000001g/2.1g=0.0000047%FS，怎么会是5位半的表，四位半的指标？？？？是不是天平也是像万用表那样分量程段显示的，不同量程段显示分辨率跟线性误差都不同？而厂家没分段标注，只是标了最小的量程能达到的参数而已？因为我没用过，所以不清楚是否分量程段，只是看到这样的参数很惊讶，呵呵

ahjjt · 发表于 2011-7-5 08:15:59

引用第1楼fswqz于2011-07-04 21:51发表的 :
第一、他有合适的基准源。
第二、他测得是相对量，因为每次开机都要进行自动校准（内有一个精密的砝码）
第三、他的温漂很小是因为他并不连续工作，在使用的瞬间，温度不会有很大的变化。
第四、个人观点仅供参考。

这个解释比较容易理解，多谢

，

youngliu · 发表于 2011-7-5 08:41:42

这是哪一个型号的分析天平？2.1g分辨0.0001mg是2100.0000mg，7位半了

lymex · 发表于 2011-7-5 21:45:00

首先，这不是分析天平。分析天平是指那种200g/0.1mg的，这个比分析天平超出三个档次，中间相隔准微量天平、微量天平，这个是超微量天平，代表着天平界最高水准，世界上没有几个厂家能做出来的，代表厂家一个是梅特勒，再就是赛多利斯。

至于“精度高”，其实并不神秘。例如8.5位的ADC，算是成熟技术了，早就存在，线性度达到0.1ppm，不会是瓶颈。其次，基准也好办，LTZ1000可以支持到9位半。传说二手的LTZ很多就是从高精度天平里拆出来的。

要说关键技术，当属其中的单体称重传感器，是用单块合金整体加工出来的，电磁力平衡法测试。

lymex · 发表于 2011-7-5 21:48:36

引用第5楼youngliu于2011-07-05 08:41发表的回楼主(ahjjt) 的帖子 :
这是哪一个型号的分析天平？2.1g分辨0.0001mg是2100.0000mg，7位半了

梅特勒的XP2U

ahjjt · 发表于 2011-7-6 05:44:42

引用第6楼lymex于2011-07-05 21:45发表的 :
首先，这不是分析天平。分析天平是指那种200g/0.1mg的，这个比分析天平超出三个档次，中间相隔准微量天平、微量天平，这个是超微量天平，代表着天平界最高水准，世界上没有几个厂家能做出来的，代表厂家一个是梅特勒，再就是赛多利斯。

至于“精度高”，其实并不神秘。例如8.5位的ADC，算是成熟技术了，早就存在，线性度达到0.1ppm，不会是瓶颈。其次，基准也好办，LTZ1000可以支持到9位半。传说二手的LTZ很多就是从高精度天平里拆出来的。

要说关键技术，当属其中的单体称重传感器，是用单块合金整体加工出来的，电磁力平衡法测试。
.......

老大的解释相当清楚，多谢，我再看了下，确实是超微量精密天平，因为跟分析天平资料放在一起，我以为还是分析天平，因为一般传感器厂家精度能标出0.0x%就很好了，只是看到这个天平这么高精度很惊讶。

wxy8030 · 发表于 2011-7-6 09:41:35

看这样的帖子长见识！

heize0 · 发表于 2011-7-6 20:08:36

果然是达到极致！

mu03029827 · 发表于 2011-7-10 01:36:58

这玩意得多少钱啊

lymex · 发表于 2011-7-10 07:12:24

以前赛多利斯的SE2是15.76万，梅特勒的要更贵一些，加上新型号和涨价的因素，估计要20万以上。

redtony · 发表于 2011-7-16 00:08:37

看了老大的科普，齅大了，差点还误人。[s:18]

ahjjt · 发表于 2011-7-24 15:10:35

引用第13楼redtony于2011-07-16 00:08发表的 :
看了老大的科普，齅大了，差点还误人。[s:18]

貌似你把ｍｇ看成ｇ了，哈哈

ruinedone · 发表于 2011-7-28 09:33:43

……老大真是见多识广，连天平都这么熟悉。

src100 · 发表于 2011-7-30 00:01:47

引用第12楼lymex于2011-07-10 07:12发表的 :
以前赛多利斯的SE2是15.76万，梅特勒的要更贵一些，加上新型号和涨价的因素，估计要20万以上。

20万以上可能到不了，因为人民币对美元升值了不少。但估计也接近20万了。国内买仪器要加关税，受代理商一次盘剥。估计在美国也就2万美金不到。

src100 · 发表于 2011-7-30 00:36:41

这是一个单体传感器，是我清理电子天平时拆开后拍的。这个天平是120.0000g 精度的。赛多利斯北京公司生产的，应该是进口关键部件，在国内组装的吧。

单体传感器

磁钢部分

传感器上有十几处的厚度可能不到0.1mm（用卡尺量的）。可见加工难度是很大的。
国内要是能加工出来，估计成品率很低，价格也不会比国外的便宜。

下图是电路部分（除了电源整流部分和显示屏外就这块电路板了）

主要电路部分

泡沫下面的就应该是电压基准，揭开看了一下，是个金封器件，什么标记都没有，不象lm399有防风塑料壳。如下图。

疑似电压基准

较大的黑色方块电阻应该是检流电阻吧。如下图。

lymex · 发表于 2011-7-30 09:22:48

没错，楼上拆解的很好

单体传感器，貌似双杠杆的？这种东西估计国内加工不了。

电压基准，应该是LM399，下面应该是4线。

那个600R，的确是电流检测电阻了，也属于关键元件之一，我的BP211D里面也有个类似的。

对了，这个天平的具体型号？

src100 · 发表于 2011-7-30 13:29:45

赛多利斯 BS124S 型的。这是国内的型号，赛多利斯（北京）生产销售的。

src100 · 发表于 2011-7-30 13:34:00

拆开就是这样的，传感器被铝罩盖着。拆开它就是为了清理里面的杂质。

ahjjt · 发表于 2011-7-31 16:45:32

传感器是最关键的核心部件

四川李工 · 发表于 2011-8-22 23:33:47

最多就用到了，0-1mg

li0713 · 发表于 2011-8-30 09:37:01

传感器也是应变片的么？

lymex · 发表于 2011-8-30 15:51:40

不是。

bebelong · 发表于 2011-9-15 18:52:31

传感器的原理还是不清楚，好像里面有个透镜，是不是也利用了光位移的技术

lymex · 发表于 2011-9-15 21:07:27

回楼上，不是的。

原理就是电磁力平衡。但由于电磁力比较小，里面有杠杆放大。

bebelong · 发表于 2011-9-16 18:35:09

百度结果：利用磁场中流过的电流所产生的力来平衡于作用于被称物质量的重力，利用磁悬原理的电子天平在结构上通常采用恒弹性簧片作为弹性支点，他与梁杆组成平行四边行的罗帕尔机构，在电路上运用闭环式电磁力平衡原理，即用电磁力平衡负荷量来取得平衡，测量发生电磁力所需电量，是在动态平衡下通过光电传感器检出位移信号，经前置放大，PID调解器，功率放大器放大后转换成电流，输入到线圈中，该电流所产生的力来平衡加载物的重量，采用零位测定法，其测量精度高，这个电流经一高精度取样电阻转换成电压信号，通过A/D转换器变成数字量送入计算机进行加处理，最后显示其质量结果。

这下就比较清楚了。电磁力秤用前需要调水平。用应力作的电子秤适合于质量大，精度要求不高的场合。

data · 发表于 2011-12-27 10:52:39

好厉害的天平见识了[s:31]

ahjjt · 发表于 2012-6-18 14:08:15

这个帖子后面还有这么多技术含量的东西，学习了，呵呵，看来这个里面测位移量的机构也是很NB的，

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