電光天平的光學讀數系統故障原因與調修操作

張宏偉

（新疆阿克蘇地區質量與計量檢測所，新疆 阿克蘇 843000）

1 光學讀數系統的組成

天平的光學系讀數系統由燈光罩、聚光管、微分標牌、放大鏡、反射鏡組、讀數窗（投影窗）、零點微調器、微動開關、變壓器、燈泡組成。

2 各部件的構造和功用

燈光罩：是由塑料、膠木或金屬制成，內裝一個（6-8）V小燈泡，并有兩個或是多小孔起到了散熱作用。

聚光管：是在燈光罩上插入使用的。由金屬管和聚光鏡片組成，是將小燈泡發射出來的光線，聚集成一個明亮且均勻的光束射到微分標牌上。

微分標牌：是標有數字和刻線將天平的微小變化傳遞給放大鏡，從而傳遞給天平計數窗，是天平的計數器，使人們看到最終結果。

放大鏡：是由金屬管和放大鏡片組成，是將微分標尺的數字和刻線進行放大并傳遞給反光鏡組以便于計數。

反光鏡組：是由反光鏡片或反光棱鏡組成，是將放大的微分標尺刻度與數字反射到計數窗上，以供人們讀取數據。

讀數窗（投影窗）：是供天平的操作員記錄天平的的衡量數據結果的光屏顯示器。

零點微調器：是天平在工作狀態下的置零裝置，一般可調整5-10個分度。

微動開關：通常有彈片式和水銀式開關，是控制天平電路的斷開接通，以此來達到延長燈泡壽命和節省用電量。

變壓器：是將使用中的電源轉換成符合天平工作需要電源的裝置。一般為6-8V。

燈泡：是來觀察數據照明用的專用燈泡，一般為6-8V。

3 光學讀數系統故障的原因分析與調修操作

3.1 讀數窗（投影窗）上無光源當天平開啟時讀數窗（投影窗）沒有任何光亮。

原因分析(1)光路系統故障：①光路不通，一次反光鏡片，聚光管的角度或位置不合適；②一次反光鏡片或二次反光鏡片脫落位移。(2)電路系統故障：①供電源無電或電源沒有接通;②燈泡未擰到位或燒壞；③變壓器沒有工作或是損壞；④電源插座、插頭、導線、燈座斷開、慮焊或是接觸不良；⑤開關凸輪軸處彈片松動、沒有對準或是觸點銹蝕嚴重。

故障排除方法：針對上述問題，調修時用轉、看、試、調方法查光路；用試電筆或萬用筆依次檢查對癥調修。光路系統故障應采取：①先旋轉燈座使聚光管的光點圓亮且均勻,再把聚光鏡轉動并前后移動讓 光屏上的點均勻，將一次反光鏡角度調到合適位置；②更換一次、二次反光鏡。②電路系統故障,應采取:③接通電源；④更換或調修變壓器；⑤將燈泡擰到位，觀察燈泡是否燒壞；⑥接通電源排查虛接、虛焊并接觸到位;⑦用砂布或銼將銹蝕處氧化層打磨掉，并將彈片角度對準開關觸點。

3.2 光源的位置不正確

當天平開啟時，光屏上光線暗紅半邊明亮，半邊暗黑，有亮度沒有標尺、時常亮屏，很難觀察到標尺讀數。

原因分析。主要是天平使用環境條件差，電壓不穩，長期不注重保養,灰塵積存，震動、潮濕所致：電路系統故障:①電源與穩壓器不匹配；②燈泡所需電源和變壓器輸出電源不相符；③電路系統插頭受潮氧化；④天平的凸輪開關觸點受潮氧化；⑤電線接錯或是短路開關不起作用；光路系統故障:①燈泡質量問題；②燈泡沒有對準光路；③燈泡、聚光管、散熱器燈罩位置不正確，或或焦距放大鏡位置不對；④微調拔桿不合適;(3)環境問題影響:①光屏兩塊玻璃受潮有水氣；②光路系統落灰過多（包括燈泡、標尺、聚光鏡、放大鏡等）④光屏毛玻璃安裝位置不對;機械問題影響:①微分標牌脫落；②指針過長或過短；④機械掛碼未歸零、橫溢落架。

故障排除方法：(1)針對光路系統問題應采取：①適配穩壓器；②調整變壓器電源并使用天平專用燈泡；③插頭、凸輪軸氧化如同光屏無光調修方法。(2)針對電路系統問題應采取：①更換燈泡；②將燈泡慢慢細致調整到合適位置；④調整角度。(3)環境問題應采取：①將光屏兩側螺絲擰開用軟布擦拭干凈；②用毛刷清潔大灰土后，用酒精清潔掉細灰塵；將光屏毛玻璃與刻線相對安裝。(4)機械問題調修：①更換標牌；②將定位螺絲和微分標牌定位螺絲調整到合適位置；③恢復機械掛碼和橫梁正確位置。

3.3 刻線和數字模糊不清

3.3.1 原因分析

光路系統問題：①焦距放大鏡不對；②二次反射鏡未正對光路；③微分標牌與棟梁不平行，與光路不垂直，使光屏與焦距不一致；④中刀刃損傷或刀刃不平；⑤中刀縫高低不一致或邊刀縫高低不一致。

環境問題:①天平室內或周邊有震源；②燈泡和鏡片灰塵過大。

3.3.2 故障排除方法

光路系統問題應采取：①將焦放大鏡的固定螺曲絲松動，前后移動到合適位置；②調整二次反射鏡定位螺絲使其對準光路；③觀察微分標牌與焦距放大鏡的距離，取下棟梁，靠放大鏡一側向前扭與棟梁平行。④調整左側支翼板支撐橫梁螺釘到一到位置，使中刀水平落位，然后再調整邊刀縫隙，最后調整焦距；⑤磨刀或換刀。

環境問題采取：①消除震源，也可在天平下面加墊5mm厚的橡膠墊；②清潔塵土。

3.4 標尺刻線不穩定

原因分析。常見的故障一般為機械故障所致:①標尺不正；②指針不垂直；③阻尼器擦靠；④砝碼承載器有擦碰；⑤標牌與聚光鏡或立柱有接觸；⑥翼支板不到位或不落架；⑦托盤不到位；⑧砝碼架過高或過低；⑨左右邊刀縫不一致；⑩兩個托盤不一致；橫梁不水平；其它原因。

故障排除方法

①調整標尺的角度；②把指針的角度調到合適的位置；③松開阻尼螺絲調整到合適的間隙；④調好砝碼組的角度；⑤調聚光管與微分標牌的距離；⑥調整翼支板的定位螺絲使間隙均勻；⑦將支架角度或托盤長度調到合適的位置；⑧調整砝碼、凸輪、砝碼鉤的高低位置和角度；⑨調整支撐吊耳螺絲；⑩取下托盤，開啟天平是否存在故障，若消除則應當應當調整托盤長度或換成一致托盤。調整橫梁支撐點到高低一致；可能的原因是制造過程中的各不合理所致。

[1]肖利英，王玲玲.天平光學讀數系統故障的分析與調修[J].質量天地，2003-12-15.