淺談電子天平稱重原理 上海天平 天平

電子天平的種類很多，結(jié)構(gòu)也大不相同，但是他們的工作原理都是基本致的，都是利用電磁力平衡原理，這和傳統(tǒng)機(jī)械天平的杠桿原理是有本質(zhì)區(qū)別的，即用電磁力來(lái)平衡重物重量從而衡量出重物的重量。與機(jī)械天平相比，電子天平具有測(cè)量準(zhǔn)確度高、反應(yīng)靈敏等點(diǎn)，除此之外還具有自動(dòng)校準(zhǔn)和載保護(hù)等功能，這些都是機(jī)械天平難以實(shí)現(xiàn)的，因此正因?yàn)殡娮犹炱接羞@么多點(diǎn)，所以已漸漸取代了機(jī)械天平。
電子天平的重要特點(diǎn)是在測(cè)量被測(cè)物體的質(zhì)量時(shí)不用測(cè)量砝碼的重力，而是采用電磁力與被測(cè)物體的重力相平衡的原理來(lái)測(cè)量的。秤盤通過(guò)支架連桿與線圈連接，線圈置于磁場(chǎng)內(nèi)。在稱量范圍內(nèi)時(shí)，被測(cè)重物的重力mg通過(guò)連桿支架作用于線圈上，這時(shí)在磁場(chǎng)中若有電流通過(guò)，線圈將產(chǎn)生個(gè)電磁力F，方向向上，可用下式表示：F=KBLI
其中K為常數(shù)（與使用單位有關(guān)），B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，L為線圈導(dǎo)線的長(zhǎng)度，I為通過(guò)線圈導(dǎo)線的電流強(qiáng)度。電磁力F和秤盤上被測(cè)物體重力mg大小相等、方向相反而達(dá)到平衡，同時(shí)在彈性簧片的作用下使秤盤支架回復(fù)到原來(lái)的位置。即處在磁場(chǎng)中的通電線圈，流經(jīng)其內(nèi)部的電流I與被測(cè)物體的質(zhì)量成正比，只要測(cè)出電流I即可知道物體的質(zhì)量m。
若稱盤上的加上或除去被稱物時(shí)，天平則產(chǎn)生不平衡狀態(tài)，通過(guò)位置檢測(cè)器檢測(cè)到線圈在磁鋼中的瞬態(tài)位移，經(jīng)PID調(diào)節(jié)器和前置放大器產(chǎn)生個(gè)變化量輸出，經(jīng)過(guò)系列處理使流經(jīng)線圈的電流發(fā)生變化，這樣使電磁力也隨之變化并與被測(cè)物相抵消從而使線圈回到原來(lái)的位置，達(dá)到的平衡狀態(tài)。這就是電子天平的電磁力自動(dòng)補(bǔ)償電路原理。電流的變化則通過(guò)數(shù)字顯示出被稱物體的質(zhì)量。
電子天平在使用過(guò)程中，其傳感器和電路在工作過(guò)程中受溫度影響，或傳感器隨工作時(shí)間變化而產(chǎn)生的某些參數(shù)的變化，以及氣流、振動(dòng)、電磁干擾等環(huán)境因素的影響，都會(huì)使電子天平產(chǎn)生漂移，造成測(cè)量誤差。其中，氣流、振動(dòng)、電磁干擾等環(huán)境溫度的影響可以通過(guò)對(duì)電子天平的使用條件加以約束，將其影響程度減小到zui低限度。而溫漂主要是來(lái)自環(huán)境溫度的影響和天平內(nèi)部的自身影響，其形成的原因復(fù)雜，產(chǎn)生的漂移大，必須加以抑制。 
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