CN203811249U - 一种实验室使用的天平 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种实验室使用的天平，属于实验仪器技术领域。本实用新型包括天平臂长调节螺母、天平平衡指示灯、底面反光托盘Ⅰ、底面反光托盘Ⅱ、光纤位移传感器Ⅰ、光纤位移传感器Ⅱ、底座水平调节螺母Ⅰ、底座水平调节螺母Ⅱ、底座水平调节螺母Ⅲ、电压比较器、气泡水平仪Ⅰ、气泡水平仪Ⅱ、底座、电压显示屏Ⅰ、电压显示屏Ⅱ。本实用新型称量的精度相对较高，天平平衡状态易于判断，操作简单，不易损坏。

Description

一种实验室使用的天平
技术领域
本实用新型涉及一种实验室使用的天平，主要应用于实验室微小物体质量的称量，属于实验仪器技术领域。
背景技术
近年来，由于光纤位移传感器的测量精度、不接触待测物等优点，其应用越来越广泛，也被引入到各种测量仪器中。另一方面，电子技术的进一步发展，高分辨率电压比较器越来越普遍，光电结合进行检测备受关注。而在实验室的实验中，无论是物理实验还是在化学实验，都无法避免使用天平对微小物体进行质量的精确测量。通常我们都会选择天平来测量，但是，我们所使用天平大多数属于精密仪器，称量物品是要求质量比较小，且操作复杂，学生在操作过程中容易因为粗心而损坏，同时由于天平的平衡状态依靠机械指针来判断，给学生判断带来不便，在测量过程中带入人为的误差。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：本实用新型提供了一种实验室使用的天平，用于解决精密天平易损坏、平衡状态难以判断的技术问题。
本实用新型技术方案是：一种实验室使用的天平，包括天平臂长调节螺母1、天平平衡指示灯2、底面反光托盘Ⅰ31、底面反光托盘Ⅱ32、光纤位移传感器Ⅰ41、光纤位移传感器Ⅱ42、底座水平调节螺母Ⅰ51、底座水平调节螺母Ⅱ52、底座水平调节螺母Ⅲ53、电压比较器6、气泡水平仪Ⅰ71、气泡水平仪Ⅱ72、底座8、电压显示屏Ⅰ91、电压显示屏Ⅱ92；所述天平臂长调节螺母1设在天平横梁的两端，底面反光托盘Ⅰ31、底面反光托盘Ⅱ32悬挂在天平横梁上，光纤位移传感器Ⅰ41和电压显示屏Ⅰ91固定在底座8的左端，光纤位移传感器Ⅰ41位于电压显示屏Ⅰ91的上面底面反光托盘Ⅰ31的正下方，光纤位移传感器Ⅱ42和电压显示屏Ⅱ92固定在底座8的右端，光纤位移传感器Ⅱ42位于电压显示屏Ⅱ92的上面底面反光托盘Ⅱ32的正下方，电压比较器6固定在底座8的中间，电压比较器6的输出与天平平衡指示灯2相连接，天平平衡指示灯2位于固定在天平横梁中间的管道中，底座水平调节螺母Ⅰ51、底座水平调节螺母Ⅱ52和底座水平调节螺母Ⅲ53均装在底座8的下端，气泡水平仪Ⅰ71和气泡水平仪Ⅱ72固定在底座8上面，气泡水平仪Ⅰ71位于电压显示屏Ⅰ91与电压比较器6之间，气泡水平仪Ⅱ72位于电压显示屏Ⅱ92与电压比较器6之间，所述光纤位移传感器Ⅰ41分别与电压显示屏Ⅰ91、电压比较器6相连接，光纤位移传感器Ⅱ42分别与电压显示屏Ⅱ92、电压比较器6相连接。
所述天平臂长调节螺母1用于调节天平左右臂长。
所述光纤位移传感器Ⅰ41所测得的电压分别输出到电压显示屏Ⅰ91和电压比较器6，光纤位移传感器Ⅱ42所测得的电压分别输出到电压显示屏Ⅱ92和电压比较器6，电压比较器6的输出与天平平衡指示灯2相连接，底座水平调节螺母Ⅰ51、底座水平调节螺母Ⅱ52和底座水平调节螺母Ⅲ53用于调节底座8的水平，底座8是否水平通过气泡水平仪Ⅰ71和气泡水平仪Ⅱ72进行判断。
本实用新型的工作原理是：调节天平臂长调节螺母1，使天平的左右臂等长，待测物体和砝码分别置于底面反光托盘Ⅰ31和底面反光托盘Ⅱ32中，当物体质量和砝码质量相等时，电压显示屏Ⅰ91和电压显示屏Ⅱ92显示相同电压值，并且天平平衡指示灯2被点亮。如果在测量中天平无法实现平衡，即细微差别，电压显示屏Ⅰ91和电压显示屏Ⅱ92没有显示相同电压值，则存在一个微小差值，并且天平平衡指示灯2没有被点亮，我们可以选择两个质量相差极小的砝码，分别放入底面反光托盘Ⅰ31和底面反光托盘Ⅱ32中，测量此时的电压的差值，然后在砝码总值上加上（或减去）两个电压差值相除后乘以砝码质量差所得的结果为待测物体质量的近似值，该装置通过光纤位移传感器测量底面反光托盘到光纤位移传感器距离来判断天平的平衡状态，并将位移转换成电压在电压显示屏上显示出来，当底面反光托盘中物体重量与砝码重量相等时，底面反光托盘到光纤位移传感器距离也相等，因此两个光纤位移传感器的输出电压相等，电压比较器输出高电平点亮天平平衡指示灯。
使用时，会出现平衡和非平衡两种情况：
情况一：调节底座水平调节螺母Ⅰ51、底座水平调节螺母Ⅱ52和底座水平调节螺母Ⅲ53使底座8水平后，将被测物品放入左边底面反光托盘Ⅰ31中，向右边底面反光托盘Ⅱ32加入砝码，加放顺序为由小至大，直到天平平衡，此时电压显示屏Ⅰ91和电压显示屏Ⅱ92显示相同电压值，并且天平平衡指示灯2被点亮，这种情况通常用于粉末状物品称量。
情况二：调节水平调节螺母Ⅰ51、底座水平调节螺母Ⅱ52和底座水平调节螺母Ⅲ53使底座8水平后，将被测物品放入左边底面反光托盘Ⅰ31中，向右边底面反光托盘Ⅱ32加入砝码，加放顺序为由小至大，由于砝码质量的非连续性，天平不能达到平衡，此时电压显示屏Ⅰ91和电压显示屏Ⅱ92显示不同电压值，并且天平平衡指示灯2熄灭。在这种情况下，记下电压显示屏Ⅰ91的电压值V1和电压显示屏Ⅱ92的电压值V2，假设V1>V2，其差值为△V1=V1-V2，同时记下砝码的质量M0，取下被测物品和砝码；再次取两个质量相差很小的砝码M1和M2，假设M1> M2，差值为△M= M1- M2，此时电压显示屏Ⅰ91和电压显示屏Ⅱ92同样会显示不同电压值，并且天平平衡指示灯2也处于熄灭状态，再次记下电压显示屏Ⅰ91的电压值V3和电压显示屏Ⅱ92的电压值V4，其差值为△V2=V3-V4，根据光纤位移传感器测量位移和输出电压的线性关系可得物体的质量M = M0+△M×△V1 ÷△V2。这种情况通常用于不可分割物品的称量。
本实用新型的有益效果是：本实用新型中光纤位移传感器对距离的分辨率为微米量级，且电压比较器分辨率可达到微伏量级，称量物品质量范围有所增加，因此称量的精度相对较高，天平平衡状态易于判断，操作简单，不易损坏。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图1中各标号：1-天平臂长调节螺母，2-天平平衡指示灯，31-底面反光托盘Ⅰ，32-底面反光托盘Ⅱ，41-光纤位移传感器Ⅰ，42-光纤位移传感器Ⅱ，51-底座水平调节螺母Ⅰ，52-底座水平调节螺母Ⅱ，53-底座水平调节螺母Ⅲ，6-电压比较器，71-气泡水平仪Ⅰ，72-气泡水平仪Ⅱ，8-底座，91-电压显示屏Ⅰ，92-电压显示屏Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
实施例1：如图1所示，一种实验室使用的天平，包括天平臂长调节螺母1、天平平衡指示灯2、底面反光托盘Ⅰ31、底面反光托盘Ⅱ32、光纤位移传感器Ⅰ41、光纤位移传感器Ⅱ42、底座水平调节螺母Ⅰ51、底座水平调节螺母Ⅱ52、底座水平调节螺母Ⅲ53、电压比较器6、气泡水平仪Ⅰ71、气泡水平仪Ⅱ72、底座8、电压显示屏Ⅰ91、电压显示屏Ⅱ92；所述天平臂长调节螺母1设在天平横梁的两端，底面反光托盘Ⅰ31、底面反光托盘Ⅱ32悬挂在天平横梁上，光纤位移传感器Ⅰ41和电压显示屏Ⅰ91固定在底座8的左端，光纤位移传感器Ⅰ41位于电压显示屏Ⅰ91的上面底面反光托盘Ⅰ31的正下方，光纤位移传感器Ⅱ42和电压显示屏Ⅱ92固定在底座8的右端，光纤位移传感器Ⅱ42位于电压显示屏Ⅱ92的上面底面反光托盘Ⅱ32的正下方，电压比较器6固定在底座8的中间，电压比较器6的输出与天平平衡指示灯2相连接，天平平衡指示灯2位于固定在天平横梁中间的管道中，底座水平调节螺母Ⅰ51、底座水平调节螺母Ⅱ52和底座水平调节螺母Ⅲ53均装在底座8的下端，气泡水平仪Ⅰ71和气泡水平仪Ⅱ72固定在底座8上面，气泡水平仪Ⅰ71位于电压显示屏Ⅰ91与电压比较器6之间，气泡水平仪Ⅱ72位于电压显示屏Ⅱ92与电压比较器6之间，所述光纤位移传感器Ⅰ41分别与电压显示屏Ⅰ91、电压比较器6相连接，光纤位移传感器Ⅱ42分别与电压显示屏Ⅱ92、电压比较器6相连接。
上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (1)

1.一种实验室使用的天平，其特征在于：包括天平臂长调节螺母（1）、天平平衡指示灯（2）、底面反光托盘Ⅰ（31）、底面反光托盘Ⅱ（32）、光纤位移传感器Ⅰ（41）、光纤位移传感器Ⅱ（42）、底座水平调节螺母Ⅰ（51）、底座水平调节螺母Ⅱ（52）、底座水平调节螺母Ⅲ（53）、电压比较器（6）、气泡水平仪Ⅰ（71）、气泡水平仪Ⅱ（72）、底座（8）、电压显示屏Ⅰ（91）、电压显示屏Ⅱ（92）；所述天平臂长调节螺母（1）设在天平横梁的两端，底面反光托盘Ⅰ（31）、底面反光托盘Ⅱ（32）悬挂在天平横梁上，光纤位移传感器Ⅰ（41）和电压显示屏Ⅰ（91）固定在底座（8）的左端，光纤位移传感器Ⅰ（41）位于电压显示屏Ⅰ（91）的上面底面反光托盘Ⅰ（31）的正下方，光纤位移传感器Ⅱ（42）和电压显示屏Ⅱ（92）固定在底座（8）的右端，光纤位移传感器Ⅱ（42）位于电压显示屏Ⅱ（92）的上面底面反光托盘Ⅱ（32）的正下方，电压比较器（6）固定在底座（8）的中间，电压比较器（6）的输出与天平平衡指示灯（2）相连接，天平平衡指示灯（2）位于固定在天平横梁中间的管道中，底座水平调节螺母Ⅰ（51）、底座水平调节螺母Ⅱ（52）和底座水平调节螺母Ⅲ（53）均装在底座（8）的下端，气泡水平仪Ⅰ（71）和气泡水平仪Ⅱ（72）固定在底座（8）上面，气泡水平仪Ⅰ（71）位于电压显示屏Ⅰ（91）与电压比较器（6）之间，气泡水平仪Ⅱ（72）位于电压显示屏Ⅱ（92）与电压比较器（6）之间，所述光纤位移传感器Ⅰ（41）分别与电压显示屏Ⅰ（91）、电压比较器（6）相连接，光纤位移传感器Ⅱ（42）分别与电压显示屏Ⅱ（92）、电压比较器（6）相连接。
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