【摘要】：電子分析天平是一種高精密儀器,具有去皮重、自動(dòng)校準(zhǔn)、自動(dòng)顯示、自動(dòng)故障檢測(cè)等多種功能,廣泛應(yīng)用于科研、工業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域的精密質(zhì)量計(jì)量。由于基礎(chǔ)材料、精密制造工藝水平低,裝配技術(shù)落后,電磁力平衡傳感器缺乏基礎(chǔ)研究等問(wèn)題,與國(guó)際先進(jìn)水平相比,國(guó)內(nèi)電子分析天平尚有一定的差距,特別是在電子分析天平的溫度補(bǔ)償方面,國(guó)內(nèi)目前使用的硬件補(bǔ)償方式調(diào)試過(guò)程繁瑣,精度低,不能滿足電子分析天平高精度的要求,無(wú)法保證電子分析天平的計(jì)量性能。針對(duì)電磁力平衡傳感器、動(dòng)圈、參考基準(zhǔn)、取樣電阻等溫度敏感材料會(huì)隨著環(huán)境溫度變化和線圈發(fā)熱引起溫度漂移進(jìn)而影響電子分析天平計(jì)量性能的問(wèn)題,本文簡(jiǎn)要介紹國(guó)內(nèi)外電子分析天平溫度漂移補(bǔ)償研究現(xiàn)狀,引出了本課題研究的背景及意義;在介紹電子分析天平的工作原理和溫度漂移概念的基礎(chǔ)上,對(duì)電子分析天平溫度漂移的磁路元件、電路元件儀器機(jī)械稱重結(jié)構(gòu)等引起電子分析天平溫度漂移誤差的原因進(jìn)行深入的分析,并通過(guò)建立電子分析天平磁路結(jié)構(gòu)的ANSYS溫度場(chǎng)仿真模型仿真溫度對(duì)電子分析天平磁路機(jī)構(gòu)造成的影響;然后分析現(xiàn)有電子分析天平所采用的永磁體材料并進(jìn)行永磁體材料的選型,通過(guò)對(duì)電子分析天平硬件補(bǔ)償方原理進(jìn)行分析,提出了一種基于PT1000的硬件電路溫度補(bǔ)償方法,并簡(jiǎn)要介紹了一些改善永磁體磁穩(wěn)定性的加工處理方法;通過(guò)對(duì)比目前電子分析天平軟件補(bǔ)償方法的優(yōu)缺點(diǎn),提出了一種基于支持向量機(jī)的電子分析天平溫度漂移補(bǔ)償方法,然后通過(guò)ANSYS仿真分析合理確定電子分析天平的溫度檢測(cè)點(diǎn),建立基于支持向量機(jī)的電子分析天平溫度漂移誤差模型并進(jìn)行溫度補(bǔ)償;最后通過(guò)電子分析天平溫漂補(bǔ)償模型的具體實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),對(duì)比分析電子分析天平溫度漂移補(bǔ)償前后的計(jì)量性能。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)果表明,采用本文研究的補(bǔ)償方法,對(duì)量程200g、分辨力0.1 mg的電子分析天平進(jìn)行補(bǔ)償檢驗(yàn),結(jié)果表明全量程內(nèi)的示值誤差絕對(duì)值≤0.3mg,優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 26497-2011電子天平》規(guī)定的Ⅰ級(jí)天平對(duì)溫度漂移指標(biāo)的要求。
【圖文】：

穩(wěn)定性提高一倍，所有計(jì)量指標(biāo)的差異都減少到無(wú)法察覺(jué)的水平，分析天平的計(jì)量準(zhǔn)確性有著十分重要的意義。相比傳統(tǒng)的稱重傳感器．模塊傳感器分辨率提高１０倍，，可達(dá)２０００萬(wàn)分之一；并且單模塊傳感一溫度變化的特性，可以減少溫度補(bǔ)償?shù)恼`差，大大提高了測(cè)量的可靠外，單模塊傳感器的使用壽命長(zhǎng)，更加能適應(yīng)惡劣環(huán)境且研發(fā)周期短、［６］ｔ例如賽多利斯的高精度稱重傳感器ＷＺＶ１．５ＳＥ，梅特勒的超小型模塊ＷＭＣ２５－ＳＨ，分辨率均達(dá)到Ｏ．Ｏｌｍｇｌ＇梅特勒單模塊稱重傳感１所示。逡逑電子分析天平在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)有著廣泛的需求，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療研宄、工業(yè)、國(guó)防和科學(xué)實(shí)驗(yàn)研宄等各個(gè)領(lǐng)域，然而相比于國(guó)外電子分析天平，器等制造工藝、軟件方面上的落后，尤其是溫度漂移等關(guān)鍵因素的影國(guó)內(nèi)電子分析天平產(chǎn)品只能在低端市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，同質(zhì)化嚴(yán)重，十分不利分析天平行業(yè)的健康發(fā)展，致使電子天平行業(yè)面臨著前所未有的嚴(yán)峻，進(jìn)行電子分析天平關(guān)鍵技術(shù)的研究，尤其是電子分析天平溫度漂移的研宄己迫在眉睫。逡逑

路結(jié)構(gòu)的代表企業(yè)是瑞士梅特勒集團(tuán)［７＿｜２】。逡逑（１）直接驅(qū)動(dòng)式電子分析天平工作原理逡逑如圖２．丨為直接驅(qū)動(dòng)式電子分析天平的工作原理圖，由電磁力平衡傳感器和逡逑直接驅(qū)動(dòng)式電路組成。逡逑丨彳．邐．－．Ｉｊｄ］邐奧？逡逑圖２．１直接驅(qū)動(dòng)式電子分析天平工作原理逡逑當(dāng)秤盤(pán)加載物體后，電磁力平衡傳感器初始平衡位置被打破，物體的重力會(huì)逡逑導(dǎo)致遮光片的位置發(fā)生改變，光敏二極管Ａ、Ａ接收到發(fā)光管Ｄ的光量變化，逡逑產(chǎn)生電流信號(hào)，經(jīng)信號(hào)調(diào)理和ＰＩＤ調(diào)節(jié)得到與加載物體質(zhì)量Ｗ成正比的電流／，逡逑線圈在電磁力平衡傳感器中永磁體的磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生與重力力矩方向相反的電磁逡逑力Ｆ直至光電檢測(cè)信號(hào)為零。此時(shí)，動(dòng)圈電流／在永磁體磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生的電磁逡逑７逡逑
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH715.116

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本文編號(hào)：2696851