高精度電子天平的工作原理
電子天平采用現(xiàn)代電子控制技術(shù)，利用電磁力天平原理實(shí)現(xiàn)稱(chēng)重。也就是說(shuō)，在測(cè)量物體時(shí)，利用電磁力與被測(cè)物體重力平衡的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量。當(dāng)被測(cè)物體從秤盤(pán)上添加或取出時(shí)，天平將處于不平衡狀態(tài)。此時(shí)，線圈可以被位置檢測(cè)器檢測(cè)到。磁鋼中的瞬時(shí)位移，通過(guò)電磁力自動(dòng)補(bǔ)償電路，使電流變化數(shù)字顯示被測(cè)物體的重量。天平的使用會(huì)受到環(huán)境溫度、氣流、振動(dòng)、電磁干擾等因素的影響，因此應(yīng)盡量避免或減少在這些環(huán)境中使用。
與其他類(lèi)型的天平不同，電子天平采用現(xiàn)代電子控制技術(shù)進(jìn)行稱(chēng)重。無(wú)論采用何種控制方式和電路結(jié)構(gòu)，稱(chēng)重的依據(jù)都是電磁力平衡的原理。具有稱(chēng)量準(zhǔn)確可靠、顯示快速清晰、自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、簡(jiǎn)單的自動(dòng)校準(zhǔn)裝置和過(guò)載保護(hù)裝置等特點(diǎn)。
電子天平的一個(gè)重要特點(diǎn)是在測(cè)量被測(cè)物體的質(zhì)量時(shí)不需要測(cè)量砝碼的重力，而是利用電磁力與被測(cè)物體重力平衡的原理。測(cè)量。秤盤(pán)通過(guò)支架連桿與線圈連接，線圈置于磁場(chǎng)中。在稱(chēng)量范圍內(nèi)時(shí)，被測(cè)重物的重力mg通過(guò)連桿支架作用在線圈上。這時(shí)，如果有電流通過(guò)磁場(chǎng)，線圈就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電磁力F，方向是向上的，可以用下式表示：F=KBLI
其中K是常數(shù)（與所用單位有關(guān)），B是磁感應(yīng)強(qiáng)度，L是線圈導(dǎo)線的長(zhǎng)度，I是通過(guò)線圈導(dǎo)線的電流強(qiáng)度。稱(chēng)重盤(pán)上被測(cè)物體的電磁力F和重力mg大小相等方向相反達(dá)到平衡，同時(shí)在彈性簧片的作用下，稱(chēng)量器的支架平底鍋返回其原始位置。也就是說(shuō)，在磁場(chǎng)中通電的線圈中，流過(guò)的電流I與被測(cè)物體的質(zhì)量成正比。只要測(cè)量電流I，就可以知道物體的質(zhì)量m。
如果被稱(chēng)重物從稱(chēng)重板上增加或取出，電子天平將處于不平衡狀態(tài)，位置檢測(cè)器檢測(cè)到磁鋼中線圈的瞬時(shí)位移，PID調(diào)節(jié)器和前置放大器產(chǎn)生增量輸出，經(jīng)過(guò)一系列處理，流過(guò)線圈的電流發(fā)生變化，使電磁力也發(fā)生變化，抵消被測(cè)物，使線圈回到原來(lái)的位置，達(dá)到新的平衡狀態(tài)。這就是電子天平的電磁力自動(dòng)補(bǔ)償電路的原理。然后電流的變化以數(shù)字方式顯示被稱(chēng)重物體的質(zhì)量。
天平在使用過(guò)程中，其傳感器和電路會(huì)受到工作過(guò)程中溫度的影響，或者傳感器的某些參數(shù)隨著工作時(shí)間的變化而變化，以及氣流、振動(dòng)、電磁干擾等環(huán)境因素的影響。都會(huì)引起電子天平漂移，造成測(cè)量誤差。其中，通過(guò)限制電子天平的使用條件，可以將氣流、振動(dòng)、電磁干擾等環(huán)境溫度的影響降到zui低。溫漂主要來(lái)自環(huán)境溫度的影響和天平本身內(nèi)部的影響。其形成原因復(fù)雜，產(chǎn)生的漂移較大，必須加以抑制。
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