浅析天平、弹簧秤和电子称对中午测量的误差2解读

1、中南大学物理与电子学院浅析天平、弹簧秤和电子称对中午测量的误差学生姓名：梁其中学号： 1404110520专业：电信年级：1103班学校：中南大学目录1天平测量的误差分析2弹簧秤测量的误差分析4电子称测量的误差分析5【论文摘要】 测量是一个认知的手段，对人类历史的发展起着不可磨灭的巨大作用。在我们日常生活中，对重量、长度、时间的测量最为频繁，而对于重量的测量我们最常用到的测量工具的是天平、 弹簧秤和电子称， 它们都有它们各自的优缺点，对的测量对象和测量精度要求的不同而使用不同的工具。众所周知，对于每个测量单位有各自的标准， 测量工具对实物五的测量值与实物的真实值的差就是测量误差，而说到误差，又

2、可以分成很多种，有系统误差，偶然误差等，物理实验离不开对物理量的测量，测量有直接的，也有间接的。由于仪器、实验条件、环境等因素的限制，测量不可能无限精确，物理量的测量值与客观存在的真实值之间总会存在着一定的差异， 这种差异就是测量误差。 误差与错误不同，错误是应该而且可以避免的， 而误差是不可能绝对避免的。 接下来我就来浅析天平、弹簧秤和电子称对中午测量的误差。【关键词】测量工具误差避免一 .天平测量的误差分析天平和其他仪器一样 , 存在着误差问题 , 现在我们对托盘天平常出现的几种误差做一分析总结 .1.托盘天平准确值或准确度的分析准确值或准确度是指天平能准确称量物体的最小值. 托盘天平的准

3、确值为0.1g, 是指托盘天平称量物体时, 其值整数位和小数点后面第一位是准确的, 而小数点后面第二位是不准确的.2.物体和砝码放反后的误差分析正确称量时 , 左边放物体 , 右边放砝码 , 则 M物 =M砝+M游 , 即物体的正确质量 . 当物体和砝码放反时 , 则有两种情况 : 其一是未使用游码 , 其二是使用了游码 .(1) 未使用游码的情况根据 M物=M砝 +M游, 未使用游码时 ,M 游 =0, 物体和砝码放正确时 M物=M砝, 而放反后则 M砝=M物, 因此称量值是准确的 .(2) 使用游码时的情况放反后 , 右边是物体 , 左边是砝码 , 如果仍按正确读法读数 ,则 M物 =M砝

4、 +M游 , 是不准确的 , 因为此时的平衡关系应为 M砝=M物+M游变形得 M物 =M砝-M 游 , 称量值 M物与实际值 M物的关系是 - 得 M物=M物-2M 游, 放反后称量值偏大 .3.称量前游码回零 ,但未调平的误差分析游码回零未调平时有指针偏左、偏右两种情况.(1) 指针偏右说明右盘相对于左盘重一些 , 称量值偏小 .(2) 指针偏左说明左盘相对右盘重 , 称量值偏大 .4.游码未回零的误差分析游码未回零但调平的误差分析. 游码未回零但调平时 , 设称量前游码的示数为 a 克, 称量后游码的示数为b 克, 其等式关系应为M物 +a=M砝+b,M 砝+b 为称量值 , 称量值偏大

5、. 变形式为 M物=M砝 +(b-a), 即在称量时称量物体质量的游码质量不是 b 克, 而是 (b-a) 克.5.称量前游码未回零 ,也未调平的误差分析1) 游码未回零指针偏左指针偏左表明左边质量比右边质量大, 右盘的称量值大于实际值.(2) 游码未回零指针偏右指针偏右 , 表明右边质量比左边质量大 , 设左盘质量为 x 克, 右盘质量为 y 克,此时游码质量为 a 克, 则有 xM砝 +b( 称量值 ), 即称量值小于实际值 ; x>y, 即左盘质量大于右盘质量 . 游码若回零 , 指针指向左盘。6.砝码生锈误差分析如果砝码生锈，则其质量变重了。举例说明：一个 50 克的砝码生锈后质

6、量变为 52 克，我们只有在左盘上放一个 52 克的物体才能与砝码平衡， 但砝码上标明的还是 50 克，也就是说 52 克的砝码称出来后只有 50 克，称出来物体的质量偏小了！二 .弹簧秤测量的误差分析利用弹簧在被测物重力作用下的变形来测定该物质量的衡器。弹簧具有受力后产生与外力相应的变形的特性。根据胡克定律，弹簧在弹性极限内的变形量与所受力的大小成正比。 称重时，弹簧变形所产生的弹性力与被测物的重量 ( 重力 ) 相平衡，故从变形量的大小即可测得被测物的重量 , 进而确定其质量。弹簧秤的称量可从 1 毫克到数十吨。其中 , 载荷在 2mg以下的，采用石英丝弹簧；载荷在 5g 以下的，采用平卷

7、弹簧；载荷量更大的，采用螺旋弹簧和盘形弹簧。常见的弹簧秤是使用螺旋弹簧制成的弹簧案秤。从图 2 中可看出 , 在被测物放入秤盘后，螺旋弹簧在被测物重力作用下被拉伸， 拉伸时通过杠杆装置使齿条作直线运动而带动齿轮指针轴旋转。 当弹簧被拉伸产生的弹性力与被测物重力平衡时，指针就在刻度盘上指示被测物的重量值。弹簧秤具有结构简单、读数直观的优点。但因弹簧具有弹性滞后的特性，且易受温度等外界条件变化的影响，故其准确度、灵敏度较低。此外，其称重结果还因重力加速度的不同而有所差异。使用时应注意所测的重力或力不要超过弹簧秤的量度范围， 还应注意弹簧秤上的分度值，检查在弹簧秤未挂物体时指针是否指在零刻度， 若不

8、在零刻度可扭动指针进行修正。 所测力的方向应沿弹簧的轴线方向。 未挂物体前， 最好轻轻地来回拉动挂钩几次， 防止弹簧指针卡在外壳上。 此外还应注意勿使弹簧和指针跟外壳摩擦，以免误差过大。三 .电子称测量的误差分析电子秤由承重和传力复位机构 , 称重传感器 , 电测装置 ( 二次仪表 ) 等三部分组成。承重和传力机构是被称物体与转换元件之间的机械传力系统 , 又称电子秤的秤体。一般包括接受被称物体载荷的承载面 , 秤桥结构、吊挂连接部件和限位减震机构。称重传感器是由非电量 ( 重量 ) 转换成电量的转换元件 , 它要求输出电量与输入重量保持单值对应 , 并有良好的线性关系 , 有较高的灵敏度 ,

9、 对被称物体的状态的影响要小 , 能在较差的工作条件下工作 , 有较好的频响特性和较小惯性 , 稳定可靠。电测装置 ( 二次仪表 ) 是处理称重传感器信号的电子线路包括放大器、 模 / 数转换、微处理机等和指示部件如显示、 打印数据传输等部分。被称重物或载重汽车置于秤台上 , 在重力作用下 , 秤台将重力传递至支承头 , 使称重传感器弹性体产生形变 , 贴附于弹性体应变梁上的应变计桥路失去平衡 , 输出与重量数值成比例的电信号 , 经线性放大器将信号放大 , 再经 A/ D 转换为数字信号 , 由微处理机 ( CPU) 对重量信号进行处理后直接显示重量数据 , 并可进行打印和综合管理。电子称的

10、误差，是指称的指示值与真实值的差值。这一差值可正可负，为判断电子称在被检称量点的准确度， 往往用上述误差的绝对值来评定大小， 电子称本身的误差有什么产生呢？电子称其误差来源有下面几个方面：1. 称重传感器的误差；2. 电子装置的误差；3. 机械承重系统的误差；4. 动态干扰误差。传感器误差：以常用的电阻应变式传感器为例，其误差的来源于本身的非线性，不重复性和滞后性，还有零点漂移和传感器系数的改变， 上述误差，在厂家制作传感器时，都已经通过各种补偿措施将其减小到尽可能小的程度， 由此，传感器的合成误差可以按均方根法合成求得。电子装置的误差：由于电子仪表的不断发展， 电测部分的误差在电子称的总误差

11、中所占的比例远小于传感器误差。机械承重系统的误差：由于此部分在力的传递过程中，包括各种摩擦力或者不恰当产生的附加力矩，造成称重误差。称重信号随时间变化的称重属动态称重过程,在此过程使用的电子秤称为动态电子秤 , 反之称为静态电子秤。 动态称重时 ,由于被称物体处于运动过程中,因此 ,外加的不稳定因素很多。 一般来说动态称重时引起的误差RDE较大 ,要比静态时大得多。读书的好处1、行万里路，读万卷书。2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。3、读书破万卷，下笔如有神。4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。 达尔文5、少壮不努力，老大徒悲伤。6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。 颜真卿7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。8、读书要三到：心到、眼到、口到9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。10、一日无书，百事荒废。 陈寿11、书是人类进步的阶梯。12、一日不读口生，一日不写手生。13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在