一、賽多利斯天平的技術發展脈絡

賽多利斯（Sartorius）創立于1870年，總部位于德國哥廷根市，早期以短臂分析天平為核心產品。自1870年推出鋁制短臂分析天平后，該公司在稱量技術領域持續進行技術革新：1971年研制的超微量天平曾創下相關精度記錄，1990年將40MHz微處理器應用于電子天平，1998年開發了超級單體傳感器技術。經過逾一個半世紀的發展，賽多利斯已建立起覆蓋超微量天平、半微量天平、分析天平、精密天平和大量程天平的完整產品線。

二、電磁力平衡傳感器的核心工作原理

賽多利斯電子天平的核心稱量技術建立在電磁力平衡原理之上。電子分析天平的機械結構利用杠桿原理，使左邊被測物體的重力矩與右邊放置在磁鋼中電磁線圈的電磁力矩達到平衡，橫梁末端的差分光電對管電路用于檢測天平是否處于平衡狀態。

具體而言，秤盤通過支架連桿與線圈相連接，線圈置于磁場之內。在稱量范圍內，被測物體的重力通過連桿支架作用于線圈上。當線圈中有電流通過時，將產生一個電磁力。電磁力的大小與磁感應強度、線圈導線長度和電流強度相關。通過調節電流大小，使電磁力與被測物體的重力達到平衡。當平衡建立后，電流的大小即反映了被測物體的質量。

在信號處理方面，指示天平平衡狀態的差分光電管輸出電流信號經過PID模塊輸出電壓控制信號，與鋸齒波發生器輸出的電壓信號經高速比較器運算后產生PWM脈寬調制信號，控制功率管驅動電磁線圈。通過時間上的平均方法調整電磁線圈上的電流大小，即采用平均電磁力的方式實現天平平衡。校準和定標后，PWM脈沖的寬度可間接推算出被測物體的質量。

根據閉環調節系統所采用的電路結構，稱量原理又可分為直接驅動式和脈寬調制式兩種。直接驅動式通過功率放大的方式提高PID調節器的輸出驅動能力，驅動電磁力平衡傳感器中的載流動圈。線圈產生的電磁力矩與被稱物體的重力矩相平衡，此時被稱物體的質量與和載流動圈串聯的取樣電阻上得到的電壓信號成正比。這一電壓信號經低通濾波后，由高精度模數轉換器進行采樣，采樣數據經微處理器分析和變換，最終在顯示屏上顯示被稱量物體的質量。

三、單體傳感器技術的結構特征

賽多利斯天平的技術特征集中體現在其單體傳感器（Monolithic Sensor）技術上。這一技術通過將傳統天平中多達數十個的零部件集成為一個單體部件，大幅減少了零件數量。雙杠桿單體傳感器的應用使得天平內部結構更為緊湊，減少了因零件裝配而產生的誤差。

單體傳感器的優勢體現在多個方面：首先，由于零件數量減少，裝配誤差得以降低，有利于提高稱量精度；其次，單體結構具有較強的機械強度，能夠適應日常實驗室的反復使用；再次，集成化設計有助于縮短響應時間，使讀數更快趨于穩定。CPA系列等產品均采用Monolithic稱重傳感器，從微量天平到大量程天平（最大量程達34kg）均有覆蓋。

微處理器技術的應用是另一項關鍵技術特征。40MHz高速微處理器MC1與SMT表面貼裝技術的結合，實現了較高的線路集成度和較快的測量速度。微處理器不僅負責信號處理和數據顯示，還承擔著動態溫度補償、四級防震、全自動故障診斷和超載保護等智能功能。此外，內置校準砝碼配合isoCAL內部校準功能，可根據環境溫度變化自動進行校準和調整。

在消除偏載誤差方面，賽多利斯天平采用了羅伯威爾結構（又稱平行導向結構）。該結構通過八字形支架、承重簧片和懸垂梁等部件的協同作用，將施加在秤盤上任何位置的力轉換為僅沿一個方向且作用在一點上的力。這一設計使得被稱物體以及秤盤本身的重力在秤盤上的任何位置所產生的轉矩均不會對橫梁的轉動產生影響，從而有效降低或消除了偏載誤差。

四、產品系列與工程應用

賽多利斯天平的產品線覆蓋了從基礎稱量到高精度合規應用的廣泛需求。Cubis II系列采用模塊化設計，支持硬件與軟件的定制配置，涵蓋從可讀性0.1μg的超微量天平到最大稱量70.2kg的大容量天平等多種型號。Entris II系列為基礎型實驗室天平，提供isoCAL自動校準、LED觸摸屏及12種內置應用。Quintix系列則提供了高分辨率7英寸全彩觸摸屏和15個內置應用程序。BSA-CW系列搭載超級雙杠桿單體傳感器和40MHz高速微處理器，量程覆蓋120g至8200g。

在工程應用方面，賽多利斯天平廣泛應用于制藥、化工、生物產業等領域的分析稱重場景。Cubis II系列適用于制藥行業的質量控制和分析實驗室、醫療設備、環境和汽車等行業。超微量天平常用于濾膜稱重等環境測試場景。

五、使用要點

賽多利斯天平的正確使用對保證稱量精度較為重要。天平需放置在無震動、無氣流、溫度穩定的水平臺面上。開機后需預熱30分鐘以上，確保電子元件達到穩定工作狀態。稱量時應輕拿輕放，嚴禁超載；稱量腐蝕性物質需使用密閉容器。