電子天平的原理?電子天平的分類與使用方法介紹!

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電子天平是什麼? 天平的用途?

隨著科技的不斷發展和實驗方法的不斷改進,質量測量作為產業和學術界中至關重要的一環,對於確保產品品質、科學研究的可靠性以及實驗結果的精確性具有決定性的影響。在這個過程中,電子天平作為一種高度精密、靈敏且可靠的測量工具,已經成為產業生產和學術研究中不可或缺的儀器設備。電子天平(Electronic Balance)依照秤重範圍與精度又可分為半微量電子分析天平、分析天平、上皿天平、精密天平。分別應用在不同的實驗環境:
  • 在產業應用上:產品的製造過程必須遵循質量標準,以確保生產產品的一致性和可靠性。電子天平通常被廣泛應用於生技製藥、食品工業、化工、電子科技等產業領域,用於精確測量和確保原材料、半成品和最終產品的品質。這種高度精確的測量不僅有助於提高生產效率,還確保了產品的品質標準達到一定的水平。
  • 在學術上: 電子天平的應用同樣重要。從一般化學實驗到生物學研究,從物理實驗到材料科學,電子天平提供了高精確度的質量測量,使得科學研究人員能夠獲取更精確、可靠的實驗數據。
因此本文我們將分享電子天平的基本原理還有使用方式和天平規格的比較
 

電子天平的工作原理與使用方法

電子天平是一種使用電子技術來測量物體質量的精密儀器。由於電子天平通常具有更高的精確度和靈敏度,相較於傳統的機械式天平,應用的領域範圍更廣,因此產業生產上或學術研究上皆仰賴電子天平所提供的高精確度測量來取代了傳統機械式天平精度不足的問題。

電子天平通常用於科學研究實驗室、化學實驗、電子製造業、食品製藥業、粧品業等需要高精確度測量的場合。它能夠提供準確的質量測量結果,並且還具備額外的功能,如統計分析、數據記錄、和連接電腦輸出做數據收集。

這些天平使用壓電感測器、電阻應變器、或其他電子元件來檢測物體的質量,並顯示結果在數字顯示屏上。

以下簡單以圖示來說明






電子天平基本使用步驟與放置環境要求:

  • 水平調整 : 將天平水平氣泡調整置中
  • 啟動電子天平: 將電子天平接通電源,並確保它處於穩定的操作狀態並做好暖機動作。
  • 校正:進行校正是很重要的一步。校正的方式可能因天平型號而異,通常外校型天平需要使用標準砝碼來校正天平。而內校型天平則內建標準砝碼與驅動馬達,只需一鍵即可完成校正工作。在進行正式測量之前請參考天平使用手冊以了解校正程序。
  • 扣重: 將秤量容器放稱盤上將天平扣重
  • 放置樣品: 將待測物體輕放在天平的稱盤上。請注意,待測物盡量放置在天平中央,以取得良好測量數據。
  • 讀值穩定: 等待一段時間,直到天平顯示的數據穩定。穩定時間可能因物體的大小和重量或放置環境而異。
  • 讀取數據: 當天平的數據穩定後,讀取天平顯示幕上的數據。
  • 歸零: 在進行下一次測量之前,確保將天平歸回零點。
 

常見電子天平依照性能和功能的種類有那些?

電子天平通常是基於其性能和功能的差異。來分辨高階中階基礎通用,以下是簡單的分類:
 

高階系列電子天平:

  • 適用範圍:適用於一般科學研究實驗室和生技製藥,電子工業應用。
  • 秤量範圍和精度: 高階電子天平通常具有更大的秤量範圍和精度可選擇,能夠測量微小的質量變化應用更廣
  • 功能設計:因應輸出需要大尺寸觸控螢幕設計提升輸入方便性與簡易操作流程、自動校正功能以定時和環境溫度差異來執行校正,確保天平隨時保有良好的準確性、紅外線無線感應提供非接觸性操作減少現場作業人為操作誤差
  • 應用功能多樣性: 它們可能擁有多種功能,如統計分析、數據記錄、計數功能、動物秤重、百分比秤重、密度測量等。
  • 使用者權限管理:密碼保護用戶管理,一般可分為操作員、主管、管理員等權限分類以達到產業生產使用者的管理需求
  • 傳輸介面: 高階天平具有數據傳輸格式的完整性,因應產業對於GMP或ISO認證所需輸出格式的要求,包含廠牌、型號、序號、單位部門、批次、料號、操作人員等都可以連接到電腦、印表機等作數據輸出。
     

中階專業系列電子天平:

  • 適用範圍:通常適用於研究實驗室和食品、化妝品生技或化學工業領域應用。
  • 秤量範圍和精度:中階電子天平在秤量範圍和精度與功能上介於高階和基礎通用之間,秤量範圍與精度機型選擇性上介於中間
  • 應用功能多樣性: 可能擁有跟高階機型一樣多種功能,如統計分析、數據記錄、計數功能、動物秤重、密度測量等。也擁有觸控螢幕設計,自動校正功能,須注意的是功能調整與修改的應用較高階系列限制多一些
  • 傳輸介面: 中階天平具備數據傳輸格式的大致完整性,對於GMP或ISO認證所需輸出格式的要求也齊備,連接到電腦、印表機等作數據輸出沒問題。
     

基礎通用系列電子天平:

  • 適用範圍: 低階電子天平通常適用於一般的質量測量需求,例如學校教學研究單位、傳統產業或規格應用、輸出條件要求較低的應用,但使用最普及是最暢銷款式
  • 秤量範圍和精度:在秤量範圍和精度款式選擇上不及中高階機型多樣。
  • 應用功能多樣性: 具備基礎應用的功能,如數據記錄、計數功能、動物秤重、密度測量等。LCD背光螢幕搭配傳統按鍵設計操作,內砝碼校正功能,功能調整與修改的應用較中高階系列限制多一些
  • 傳輸介面: 基礎通用天平具備數據傳輸格式的完整性較基本,但對於GLP輸出或日常測量所需輸出的天平型號、日期、ID、秤量結果都能提供,也可連接到電腦、印表機等作數據輸出,須注意的是輸出選項相對較少限制也較多一些。
     

攜帶式電子天平:

  • 攜帶方便性: 這是一個特殊類別,通常具有輕巧、小型、便攜的特點,適用於需要移動或在不同地點進行測量的應用,例如環境工程需要到水源地取樣或作業現場沒有電源供應



以上只是簡單作一般性的分類,實際的分類可能會因製造商和具體型號而有所不同。選擇天平時,應根據實際應用需求,考慮精確度、功能和預算等因素。
 


以下我們以OHAUS品牌產品來做一個天平機型種類的比較
 

電子天平的種類比較

比較項目 PX通用系列 AX專業系列 EX高階系列
應用功能 5種 9種 12種
校正方式 內校/外校 全自動校正/外校 全自動校正/外校
校正調整
  • 誤差補償
  • 線性校正
  • 可用外砝碼校正
  • 單鍵啟動校正功能
  • 全自動校正依溫差變化或定時啟動內較功能
  • Auto Cal內砝碼誤差修正
  • 可採用外砝碼校正
  • 可用零點、2/1秤量與全秤量做線性校正
  • 內砝碼比對外部砝碼錯誤測試
  • 單鍵啟動校正功能
  • 全自動校正依溫差變化或定時啟動內較功能
  • Auto Cal內砝碼誤差修正
  • 可採用外砝碼校正
  • 可用零點、2/1秤量與全秤量做線性校正
  • 內砝碼比對外部
  • 砝碼錯誤測試
不鏽鋼秤盤尺寸
  • Ø80mm(5位)
  • Ø90mm(4位)
  • Ø 120mm(3位
  • Ø 180mm(1、2位)
  • Ø90mm(4位)
  • Ø130mm(3位)
  • Ø175x195mm(1、2位)
  • Ø80mm(5位)
  • Ø130mm(3位)
  • Ø190x200mm(2位)
顯示螢幕 背光LCD液晶螢幕 4.3吋彩色寬頻觸控螢幕 5.7吋全彩TFT電容式觸控螢幕(可分離式)
水平氣泡 前置式 背光前置式 背光前置式
傳輸介面 1 USB hots
RS232
1 USB host
1USB device
RS232
1 USB host
1USB device
RS232
重量單位 內建15種可選 內建19種可選外加1組自訂 內建19種可選外加3組自訂
產品特點
  • 超高性價比,經濟實惠的選擇
  • 具有基本的USB及RS232傳輸功能
  • 秤量罩上自帶ESR紅色除靜電條,使用該除靜電條確保測量準確
  • 彩色螢幕及交談式的觸控面板
  • 前置的USB插孔更方便使用者存取資料,輸出
  • 兩片式的風罩開關設計,更節省使用者的實驗室空間
  • 智能化的秤量性能,3 x 3秤慮波調節能有效保證快速且稳定地得到秤量结果
  • 模組化設計,秤量基座與顯示螢幕可分離
  • 4個無線感應器,可自行設定減少對樣品的影響
水平氣泡 PX通用系列 AX專業系列 EX高階系列
 

如何選擇適合的電子天平?

選擇電子天平時,注意以下幾個要點,以下提供一些選擇建議:

1.    測量範圍和精度需求: 確定你需要測量的物體最大重量範圍和精度需求。例如:所需的最大秤重量200g和小數點0.0001g精度。
2.    校正方式: 需要外砝碼校正或內砝碼校正機型,或是需要隨時保持天平準確性的自動校正的機型。
3.    功能需求: 顯示螢幕,權限管理,非觸摸式IR感應器,計數,動物秤重等功能需求,這是一個重要的考量因素將會影響用途的使用
4.    輸出格式: 依照實驗需要選擇,需符合法規完整規範輸出或簡易格式傳輸天平機型
5.    售後服務和支持: 品牌的知名度與品質,供應商提供的售後服務和支持,能確保使用者得到及時的維修和技術支援。
6.    價格比較: 考慮預算與需求並比較不同品牌和型號的價格。較高單價的天平通常應用的功能多樣且精密度較高。

根據實驗使用的需求,來挑選一款適合的電子天平是最重要的。購買前先了解天平的規格,並通過詢問專業意見來做出更為符合需求的選擇。
 
文章中介紹了電子天平的原理和組成結構,以及其在不同領域的應用,這些應用顯示了電子天平因它的準確性與方便性成為產業研究優異的測量工具。相信幫助使用者選擇上有更詳細的了解,有立國際是專業儀器設備代理,從公司88年成立以來就專注於電子天平的代理與銷售,專業的商品諮詢與優質售後服務,可提供給您在天平儀器設備上的建議。有任何電子天平的問題嗎?歡迎與我們聯繫
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