AND（A&D）电子秤 / 天平工作原理

AND 分两大类传感器：SHS 超级混合传感器（实验室高精度天平）、应变片称重传感器（工业台秤 FG、SW）。

一、高精度天平（GX‑A、FZ‑i、BA‑T 系列）：Smart‑SHS 超级混合传感器

SHS = Super Hybrid Sensor，电磁力补偿 + 平行梁应变检测的混合式闭环传感器，是 AND 核心zhuan利。

1）基础电磁力补偿原理（核心）

1. 空载归零：秤盘→平行四边形弹性框架→线圈（置于永磁磁铁磁场内）。开机归零，线圈通入基础电流，电磁向上力抵消秤盘自重，位移检测器锁定零位。

2. 放样品：样品重力下压，弹性框架产生极其微小向下位移；光电位移传感器捕捉偏移。

3. 闭环反馈平衡：主板立刻增大线圈电流，产生向上电磁力，把机械结构拉回原始零位。维持平衡的线圈电流大小，与被测物体重力成正比。

4. 信号处理：采集电流信号，经 ADC 模数转换、滤波、温度补偿、线性修正，换算成质量，LCD 输出读数。

通俗类比：物体往下压，线圈通电产生向上的力把秤盘 “托回原位”；需要多大电流托住，就代表物体多重。

2）SHS “混合” 的特殊之处（区别普通纯电磁天平）

普通电磁天平：只有电磁线圈，怕冲击、猛砸容易损坏线圈。SHS 同时集成两套传感：

1. 电磁力补偿：负责微量、高精度称量，实现 0.1 mg、1 μg 高分辨率；

2. 平行梁应变监测结构：大载荷、冲击、过载时，应变元件同步监测受力。

• ISD 冲击检测：秤盘受到撞击，应变结构识别冲击，声光报警，保护电磁线圈，降低损坏风险；

• 平行四边形机械导向：秤盘无论放中间还是偏四角，受力只做垂直位移，大幅降低四角偏载误差。

3）内置自动校准（GX‑A/GX‑AE）

电机驱动内置标准砝码落到传感器受力梁；读取砝码信号，自动修正零点、量程增益；完成收回砝码，实现温度变化自动校准，减少温漂误差。

4）算法处理

多级数字滤波，支持快 / 普通 / 稳定模式；抑制震动、气流干扰，多数机型1 秒内读数稳定；同时执行 ECL 自检，内部校验重复性指标。

二、工业台秤（FG、SW 防水系列）：应变片式称重传感器

车间台秤不用电磁力，采用惠斯通电桥‑应变片原理：

1. 重物压在弹性金属梁，梁发生微小弹性形变；

2. 贴在梁上的应变片跟着形变，电阻发生变化；

3. 惠斯通电桥把电阻变化转为微弱电压；

4. 放大、A/D 转换，MCU 计算输出重量。

优点：抗冲击、防水、成本适合大称量；缺点：分辨率上限不如电磁天平。SW 系列全不锈钢密封，实现 IP68/IP69K 冲洗。

三、信号输出部分

经过内部运算后，可以输出：

1. LCD 本地显示；

2. RS‑232C / USB 数字输出，给到电脑、打印机；

3. AD‑4212C 称重模块：高速数字输出（最高 50 次 / 秒），对接 PLC，用于自动化产线。

四、关键影响精度的因素（原理层面）

1. 温度：磁铁磁场、线圈电阻会随温度漂移，所以gao端天平做温度补偿、内置砝码自动校准；

2. 气流、震动：电磁式传感器对环境敏感；SHS 有算法滤波，但 I 级分析天平仍需要防风罩、防震台；

3. 偏载：SHS 平行四边形结构大幅改善四角误差，但样品尽量放秤盘中心；

4. 冲击过载：电磁线圈很脆弱，SHS 依靠应变结构做冲击预警，但仍禁止猛砸秤盘。