这个称比我手里那台4600还新一代。除了没有内校准之外,一切都很好,考虑到已经50年历史了,对于那个年代的中国人,可以用外星科技来形容。
前几天垃圾场里捡来一台Mettler PM4800天平,粗量程4100g, 分辨率0.1g,细量程800g, 分辨率0.01g。经测试,其功能基本正常,但菜单按钮“条”操作很不灵敏,拆开研究研究。
此机拆卸简单,只需拆除秤盘支撑处一个螺丝,即可打开上盖。
附上使用手册与(虽然并没有什么用的)维修手册
这台天平是基于电磁平衡原理工作的,通过一个杠杆,让电流产生的电磁力平衡重力,并通过电子学方法精确测量这个电流。此机称量重物时可以听到明显的电流哼声。相比于基于应变片的秤,可能精度和分辨率可以更高(但是真的是这样吗,有待测试)。其中可见一个很大的机械组件(load cell),比应变片秤复杂很多。有一点想不明白,为什么load cell不是轴对称的,秤盘的支点明显偏向图的下端,而虎哥拆解的现代秤中的load cell几乎是对称的(https://www.kechuang.org/t/88268 )。
线性电源,注意需要选择115V或230V电压。
产品设计定型应该在80年代,采用了具有时代特色的P8031 MCU方案。其中有一片采用Mettler私有编号的TI大芯片,有国外网友查证是显示驱动器(pattern generator)。那片93C46存储了校准数据,而程序EPROM在左侧的白色塑料盒里,做成了一个可升级的模块。 校准工具更是另一个插在此处的一个比较复杂的,有独立键盘的组件。VFD板通过两个塑料卡扣支撑,不用螺丝。
模拟部分
电流测量的电子基准是这个VISHAY VTA55金属箔电阻(类似更常见的S102C系列)与LM399AH恒温电压基准。对于这个不到17 bits分辨率的秤,配置还比较高。ADC应该用了某些积分方式,没有认真逆向就真看不懂了。其中有一颗不明功能的采用私有marking的National Semiconductor ME84202芯片。
机械组件的局部大图
线圈应该是由这几个极细的金属丝供电的。
其中这个有彩色镀层的部件长出了一些奇怪的东西,不知是氧化还是类似tin whisker的现象
秤盘也莫名的复杂,不知铝质秤盘上加十字形铜结构有什么功能?补偿热胀?
此机的用户界面较有特色,没有按钮,而只有一个控制“杆”,向下按归零,向上抬关机。这个杆是通过一个较复杂的机械结构传动到这个微动开关来工作的,本机操作不灵敏的原因就是这个微动开关的位置偏移,松开两个固定螺丝,优化调节开关位置后修复。
想不明白的是此机的DeltaRange是如何实现的,这个功能原则上可以把细量程移动到粗量程内的任何一点,实现高分辨率的增减量测量,此机没有看到相应的机械部件。难道只是因为这个load cell的线性不够或是商业原因,在软件上做了限制?
[修改于 5个月9天前 - 2024/12/11 06:13:02]
这个称比我手里那台4600还新一代。除了没有内校准之外,一切都很好,考虑到已经50年历史了,对于那个年代的中国人,可以用外星科技来形容。
利用电磁力平衡重力,让我想起了现代一种测量万有引力常数的试验方案,因为在原版的卡文迪许扭秤中,悬挂用的细线受力偏转的角度并不是完全线性的,具体关系很难测定,这种新的方案就通过在小球上充入一定的电荷,通过库仑力平衡小球间的重力(平衡的标志就是细丝完全不偏转),进而通过计算库仑力的大小求出万有引力常数
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