一種實(shí)驗(yàn)室使用的天平的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種實(shí)驗(yàn)室使用的天平，屬于實(shí)驗(yàn)儀器【技術(shù)領(lǐng)域】。本實(shí)用新型包括天平臂長(zhǎng)調(diào)節(jié)螺母、天平平衡指示燈、底面反光托盤Ⅰ、底面反光托盤Ⅱ、光纖位移傳感器Ⅰ、光纖位移傳感器Ⅱ、底座水平調(diào)節(jié)螺母Ⅰ、底座水平調(diào)節(jié)螺母Ⅱ、底座水平調(diào)節(jié)螺母Ⅲ、電壓比較器、氣泡水平儀Ⅰ、氣泡水平儀Ⅱ、底座、電壓顯示屏Ⅰ、電壓顯示屏Ⅱ。本實(shí)用新型稱量的精度相對(duì)較高，天平平衡狀態(tài)易于判斷，操作簡(jiǎn)單，不易損壞。
【專利說(shuō)明】一種實(shí)驗(yàn)室使用的天平
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種實(shí)驗(yàn)室使用的天平，主要應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室微小物體質(zhì)量的稱量，屬于實(shí)驗(yàn)儀器【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，由于光纖位移傳感器的測(cè)量精度、不接觸待測(cè)物等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛，也被引入到各種測(cè)量?jī)x器中。另一方面，電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，高分辨率電壓比較器越來(lái)越普遍，光電結(jié)合進(jìn)行檢測(cè)備受關(guān)注。而在實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)中，無(wú)論是物理實(shí)驗(yàn)還是在化學(xué)實(shí)驗(yàn)，都無(wú)法避免使用天平對(duì)微小物體進(jìn)行質(zhì)量的精確測(cè)量。通常我們都會(huì)選擇天平來(lái)測(cè)量，但是，我們所使用天平大多數(shù)屬于精密儀器，稱量物品是要求質(zhì)量比較小，且操作復(fù)雜，學(xué)生在操作過程中容易因?yàn)榇中亩鴵p壞，同時(shí)由于天平的平衡狀態(tài)依靠機(jī)械指針來(lái)判斷，給學(xué)生判斷帶來(lái)不便，在測(cè)量過程中帶入人為的誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:本實(shí)用新型提供了一種實(shí)驗(yàn)室使用的天平，用于解決精密天平易損壞、平衡狀態(tài)難以判斷的技術(shù)問題。
[0004]本實(shí)用新型技術(shù)方案是:一種實(shí)驗(yàn)室使用的天平，包括天平臂長(zhǎng)調(diào)節(jié)螺母1、天平平衡指示燈2、底面反光托盤I 31、底面反光托盤II 32、光纖位移傳感器I 41、光纖位移傳感器II 42、底座水平調(diào)節(jié)螺母I 51、底座水平調(diào)節(jié)螺母II 52、底座水平調(diào)節(jié)螺母III 53、電壓比較器6、氣泡水平儀I 71、氣泡水平儀II 72、底座8、電壓顯示屏I 91、電壓顯示屏II 92 ；所述天平臂長(zhǎng)調(diào)節(jié)螺母I設(shè)在天平橫梁的兩端，底面反光托盤I 31、底面反光托盤II 32懸掛在天平橫梁上，光纖位移傳感器I 41和電壓顯示屏I 91固定在底座8的左端，光纖位移傳感器I 41位于電壓顯示屏I 91的上面底面反光托盤I 31的正下方，光纖位移傳感器II 42和電壓顯示屏II 92固定在底座8的右端，光纖位移傳感器II 42位于電壓顯示屏II 92的上面底面反光托盤II 32的正下方，電壓比較器6固定在底座8的中間，電壓比較器6的輸出與天平平衡指示燈2相連接，天平平衡指示燈2位于固定在天平橫梁中間的管道中，底座水平調(diào)節(jié)螺母I 51、底座水平調(diào)節(jié)螺母II 52和底座水平調(diào)節(jié)螺母III 53均裝在底座8的下端，氣泡水平儀I 71和氣泡水平儀II 72固定在底座8上面，氣泡水平儀I 71位于電壓顯示屏I 91與電壓比較器6之間，氣泡水平儀II 72位于電壓顯示屏II 92與電壓比較器6之間，所述光纖位移傳感器I 41分別與電壓顯示屏I 91、電壓比較器6相連接，光纖位移傳感器II 42分別與電壓顯示屏II 92、電壓比較器6相連接。
[0005]所述天平臂長(zhǎng)調(diào)節(jié)螺母I用于調(diào)節(jié)天平左右臂長(zhǎng)。
[0006]所述光纖位移傳感器I 41所測(cè)得的電壓分別輸出到電壓顯示屏I 91和電壓比較器6，光纖位移傳感器II 42所測(cè)得的電壓分別輸出到電壓顯示屏II 92和電壓比較器6，電壓比較器6的輸出與天平平衡指示燈2相連接，底座水平調(diào)節(jié)螺母I 51、底座水平調(diào)節(jié)螺母
II52和底座水平調(diào)節(jié)螺母III 53用于調(diào)節(jié)底座8的水平，底座8是否水平通過氣泡水平儀I71和氣泡水平儀II 72進(jìn)行判斷。
[0007]本實(shí)用新型的工作原理是:調(diào)節(jié)天平臂長(zhǎng)調(diào)節(jié)螺母1，使天平的左右臂等長(zhǎng)，待測(cè)物體和砝碼分別置于底面反光托盤I 31和底面反光托盤II 32中，當(dāng)物體質(zhì)量和砝碼質(zhì)量相等時(shí)，電壓顯示屏I 91和電壓顯示屏II 92顯示相同電壓值，并且天平平衡指示燈2被點(diǎn)亮。如果在測(cè)量中天平無(wú)法實(shí)現(xiàn)平衡，即細(xì)微差別，電壓顯示屏I 91和電壓顯示屏II 92沒有顯示相同電壓值，則存在一個(gè)微小差值，并且天平平衡指示燈2沒有被點(diǎn)亮，我們可以選擇兩個(gè)質(zhì)量相差極小的砝碼，分別放入底面反光托盤I 31和底面反光托盤II 32中，測(cè)量此時(shí)的電壓的差值，然后在砝碼總值上加上(或減去)兩個(gè)電壓差值相除后乘以砝碼質(zhì)量差所得的結(jié)果為待測(cè)物體質(zhì)量的近似值，該裝置通過光纖位移傳感器測(cè)量底面反光托盤到光纖位移傳感器距離來(lái)判斷天平的平衡狀態(tài)，并將位移轉(zhuǎn)換成電壓在電壓顯示屏上顯示出來(lái)，當(dāng)?shù)酌娣垂馔斜P中物體重量與砝碼重量相等時(shí)，底面反光托盤到光纖位移傳感器距離也相等，因此兩個(gè)光纖位移傳感器的輸出電壓相等，電壓比較器輸出高電平點(diǎn)亮天平平衡指示燈。
[0008]使用時(shí)，會(huì)出現(xiàn)平衡和非平衡兩種情況:
[0009]情況一:調(diào)節(jié)底座水平調(diào)節(jié)螺母I 51、底座水平調(diào)節(jié)螺母II 52和底座水平調(diào)節(jié)螺母III 53使底座8水平后，將被測(cè)物品放入左邊底面反光托盤I 31中，向右邊底面反光托盤
II32加入砝碼，加放順序?yàn)橛尚≈链?，直到天平平衡，此時(shí)電壓顯示屏I 91和電壓顯示屏
II92顯示相同電壓值，并且天平平衡指示燈2被點(diǎn)亮，這種情況通常用于粉末狀物品稱量。
[0010]情況二:調(diào)節(jié)水平調(diào)節(jié)螺母I 51、底座水平調(diào)節(jié)螺母II 52和底座水平調(diào)節(jié)螺母
III53使底座8水平后，將被測(cè)物品放入左邊底面反光托盤I 31中，向右邊底面反光托盤
II32加入砝碼，加放順序?yàn)橛尚≈链?，由于砝碼質(zhì)量的非連續(xù)性，天平不能達(dá)到平衡，此時(shí)電壓顯示屏I 91和電壓顯示屏II 92顯示不同電壓值，并且天平平衡指示燈2熄滅。在這種情況下，記下電壓顯示屏I 91的電壓值V1和電壓顯示屏II 92的電壓值V2，假設(shè)V1M2,其差值為Λ V1=V1-V2,同時(shí)記下破碼的質(zhì)量Mtl,取下被測(cè)物品和破碼；再次取兩個(gè)質(zhì)量相差很小的砝碼M1和M2，假設(shè)札> M2，差值為AM= M1- M2，此時(shí)電壓顯示屏I 91和電壓顯示屏
II92同樣會(huì)顯示不同電壓值，并且天平平衡指示燈2也處于熄滅狀態(tài)，再次記下電壓顯示屏I 91的電壓值V3和電壓顯示屏II 92的電壓值V4，其差值為Λ V2=V3-V4，根據(jù)光纖位移傳感器測(cè)量位移和輸出電壓的線性關(guān)系可得物體的質(zhì)量M = M0+Λ MX AV1+ AV2。這種情況通常用于不可分割物品的稱量。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型中光纖位移傳感器對(duì)距離的分辨率為微米量級(jí)，且電壓比較器分辨率可達(dá)到微伏量級(jí)，稱量物品質(zhì)量范圍有所增加，因此稱量的精度相對(duì)較高，天平平衡狀態(tài)易于判斷，操作簡(jiǎn)單，不易損壞。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖1中各標(biāo)號(hào):1-天平臂長(zhǎng)調(diào)節(jié)螺母，2-天平平衡指示燈，31-底面反光托盤I，32-底面反光托盤II，41-光纖位移傳感器I，42-光纖位移傳感器II，51-底座水平調(diào)節(jié)螺母I，52-底座水平調(diào)節(jié)螺母II，53-底座水平調(diào)節(jié)螺母III，6-電壓比較器，71-氣泡水平儀I，72-氣泡水平儀II，8-底座，91-電壓顯示屏I，92-電壓顯示屏II?！揪唧w實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]實(shí)施例1:如圖1所示，一種實(shí)驗(yàn)室使用的天平，包括天平臂長(zhǎng)調(diào)節(jié)螺母1、天平平衡指不燈2、底面反光托盤I 31、底面反光托盤II 32、光纖位移傳感器I 41、光纖位移傳感器II 42、底座水平調(diào)節(jié)螺母I 51、底座水平調(diào)節(jié)螺母II 52、底座水平調(diào)節(jié)螺母III53、電壓比較器6、氣泡水平儀I 71、氣泡水平儀II 72、底座8、電壓顯示屏I 91、電壓顯示屏II 92 ;所述天平臂長(zhǎng)調(diào)節(jié)螺母I設(shè)在天平橫梁的兩端，底面反光托盤I 31、底面反光托盤II 32懸掛在天平橫梁上，光纖位移傳感器I 41和電壓顯示屏I 91固定在底座8的左端，光纖位移傳感器I 41位于電壓顯示屏I 91的上面底面反光托盤I 31的正下方，光纖位移傳感器II 42和電壓顯示屏II 92固定在底座8的右端，光纖位移傳感器II 42位于電壓顯示屏II 92的上面底面反光托盤II 32的正下方，電壓比較器6固定在底座8的中間，電壓比較器6的輸出與天平平衡指示燈2相連接，天平平衡指示燈2位于固定在天平橫梁中間的管道中，底座水平調(diào)節(jié)螺母I 51、底座水平調(diào)節(jié)螺母II 52和底座水平調(diào)節(jié)螺母III53均裝在底座8的下端，氣泡水平儀I 71和氣泡水平儀II 72固定在底座8上面，氣泡水平儀I 71位于電壓顯示屏
I91與電壓比較器6之間，氣泡水平儀II 72位于電壓顯示屏II 92與電壓比較器6之間，所述光纖位移傳感器I 41分別與電壓顯示屏I 91、電壓比較器6相連接，光纖位移傳感器
II42分別與電壓顯示屏II 92、電壓比較器6相連接。
[0016]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種實(shí)驗(yàn)室使用的天平，其特征在于:包括天平臂長(zhǎng)調(diào)節(jié)螺母(I)、天平平衡指示燈(2)、底面反光托盤I (31)、底面反光托盤II (32)、光纖位移傳感器I (41)、光纖位移傳感器II (42)、底座水平調(diào)節(jié)螺母I (51)、底座水平調(diào)節(jié)螺母II (52)、底座水平調(diào)節(jié)螺母111(53)、電壓比較器(6)、氣泡水平儀I (71)、氣泡水平儀II (72)、底座(8)、電壓顯示屏I(91)、電壓顯示屏II (92);所述天平臂長(zhǎng)調(diào)節(jié)螺母(I)設(shè)在天平橫梁的兩端，底面反光托盤I(31)、底面反光托盤II (32)懸掛在天平橫梁上，光纖位移傳感器I (41)和電壓顯示屏I(91)固定在底座(8)的左端，光纖位移傳感器I (41)位于電壓顯示屏I (91)的上面底面反光托盤I (31)的正下方，光纖位移傳感器II (42)和電壓顯示屏II (92)固定在底座(8)的右端，光纖位移傳感器II (42)位于電壓顯示屏II (92)的上面底面反光托盤II (32)的正下方，電壓比較器(6)固定在底座(8)的中間，電壓比較器(6)的輸出與天平平衡指示燈(2)相連接，天平平衡指示燈(2)位于固定在天平橫梁中間的管道中，底座水平調(diào)節(jié)螺母I (51)、底座水平調(diào)節(jié)螺母II (52)和底座水平調(diào)節(jié)螺母111(53)均裝在底座(8)的下端，氣泡水平儀I(71)和氣泡水平儀II (72)固定在底座(8)上面，氣泡水平儀I (71)位于電壓顯示屏I(91)與電壓比較器(6 )之間，氣泡水平儀II (72 )位于電壓顯示屏II (92 )與電壓比較器(6 )之間，所述光纖位移傳感器I (41)分別與電壓顯示屏I (91)、電壓比較器(6)相連接，光纖位移傳感器II (42 )分別與電壓顯示屏II (92 )、電壓比較器(6 )相連接。
【文檔編號(hào)】G01G1/18GK203811249SQ201420119796
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】劉莉嬌, 劉志強(qiáng) 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)