*種具有示值（zhí）漂移自動消除能力的電子天平概述：

1引言（yán）

為推進（jìn）*等級砝碼配套電子天平（píng）國產化（huà）,北京（jīng）航天計量測試技術*投（tóu）入人力物力,研製了*台20kg杠杆式全（quán）自動電子天平。測（cè）試表明,其計量技術性能取得了較大（dà）提*,是**款可以作為配套設備檢定E1等級公斤組(2kg～20kg)砝碼的電子天平。在研製過（guò）程中,為消除電子天平示值（zhí）漂（piāo）移的影響,對電子天平作了特殊的設計,並根據（jù）其特性,采用了適合的算法,本文對（duì）這些（xiē）情況進行了介紹（shào）。

2示值（zhí）漂移消除的基本原理

質量計量的*建議R111中,明確表述采用ABBA或ABA循環可以消（xiāo）除（chú）示值（zhí）漂移,這也是（shì）在《JJG99-2006砝碼檢定規程》中,明確（què）要求砝碼檢定需采用以上兩種循環*的主（zhǔ）要原因。示（shì）值漂移消除的基本原理見圖1,以ABBA循環為例。圖中,標準砝碼或被檢砝碼每次稱（chēng）量都會伴隨（suí）示值漂移,但具體到用*個（gè）ABBA循環作為*個有效測量（liàng）數據時（shí）,得到的是標準砝（fǎ）碼和被檢砝碼的差值（zhí）,這（zhè）也是砝碼檢定*需要的結果,即隻要差值不變或變化在（zài）可接受的（de）範圍內,實驗結果就可以接受。如上*述,示值漂移的消除並不困難,隻要（yào）采用ABBA或ABA的閉環循（xún）環（huán）方式即可（kě）實（shí）現（xiàn）。現實工作中,*卻沒能生（shēng）產出具有（yǒu）這（zhè）種示值漂移消除功能的電子天平。究其原因,圖1*示的橫坐標,即時間量成為*個非常重要的製約因（yīn）素,因為沒（méi）有人能做到多次稱量（liàng）中,每次的時間（jiān）間隔相同或（huò）相近,如果時間間（jiān）隔變化較大,這種方（fāng）法對於示值漂移的消除能力就顯得非常有限。可見,研製具有這種（zhǒng）稱量時間間隔（gé）*致的電子天平,是實現電子天（tiān）平（píng）示值漂移消除的前提,據此思路,我們研製了*台全自動電子天平。

3全自動電子天平（píng）的介紹

為（wéi）實現每次稱量時間間隔相（xiàng）同（tóng）,設計了如圖2*示的電子天平總（zǒng）體結構,完成了砝碼的全自動（dòng）稱量。稱量時,可根據（jù）被測砝碼的實際需要和《JJG99-2006砝碼檢定規程》的要求,定製（zhì）電子天平工作流程。可定製（zhì）的內容（róng）包括砝碼檢定的循環方式(ABBA或ABA)及循環次數等。完成電子天平（píng）工作流程定製後,可加載（zǎi）標準砝碼（mǎ）和被檢砝碼於指定位置,發（fā）送命令,啟動稱量（liàng）,電子天平自動測得被檢砝（fǎ）碼的修正值。

4電子天平示值漂移消除前後（hòu）比較（jiào）

表1中,重複性是10次測量結果消除漂移後的標準偏差。可見,本電子天平在計算重複（fù）性時,*先消（xiāo）除了（le）示值漂移對測量結果的影響。以下,通過對比分析示值（zhí）漂移對測量結果的影響。4.1不做示值漂移消（xiāo）除的情況

在全自動電子天（tiān）平自動記錄的數據中,任意抽（chōu）取對（duì）2kg砝碼計量的原始數據*份,20次測量原始數據見表2。根據測量的基（jī）本理論,測量次數越多,越接近真值,其（qí）平均值的標準偏差越小。計算砝碼A和（hé）B稱量時示值的平均值的標準偏差,均為0.42mg。

4.2消除示值漂（piāo）移的情況

根據《JJG99-2006砝碼檢定規程》,定製AB2BA循環方式,以每次循環的結果為*個有效測量值,其計算方法根據式1，

4.3示值漂移消除的實現

結果（guǒ）研製完（wán）成的具有示值漂移自動消除功能的電子天（tiān）平,可以（yǐ）按照ABBA或ABA循環,分別定製電子天平的工作流程。對每個具體的工作流程,把*係列（liè）測試結果,按照每個循環得到*個有效稱量數據(以AB之（zhī）間的距離表示)進行連線。就（jiù）是（shì）實際工作過程中,砝碼示值的連線圖,圖中標準砝碼與配重砝碼（mǎ）的質量差值用紅線表示,被檢（jiǎn）砝（fǎ）碼與配重砝碼的質（zhì）量差值（zhí）用綠線表示,隻要（yào）稱量過程中,紅線和綠線基本保持平行,不論其斜率如何,稱量結果（guǒ）都是有效的。

5結束語

通（tōng）過比較,可以看出,采用（yòng）本方法,能消除示值漂移對測量結果的影（yǐng）響,對提（tí）*電（diàn）子天平的計量技（jì）術性能意義重（chóng）大。但示值漂移的消除,必須以全自動稱量為基礎,控製每次（cì）稱量時間間隔（gé）。這種完全以時（shí）間作為控（kòng）製量的（de）控製方法存在*定的缺陷,可能存在（zài）粗大誤差,關於粗大誤差的消（xiāo）除方法,將另行撰文介紹。