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电子天平有关称量原理的问题概述
发布时间:2019-02-22   点击次数:564次
   电子天平有关称量原理的问题概述
  温度、湿度等环境因素会影响电子天平的传感器精度,电子天平一般采用电磁力平衡传感器。电子天平在加载前,电磁力平衡传感器处于初始平衡状态。当被测物置于称量盘后,立柱和遮光板在被测物重力的作用下向下移动,光敏二级管检测到发光二极管发出的光,并产生电流信号,经过I/V变换电路、PID调节器,转变成与被测物重量相对应的电流并驱动动圈,在永磁体的磁场作用下,动圈产生向上的电磁力,使遮光片向上移动,光敏二级管输出的电流信号减小,直至遮光片重新回到初始平衡位置,光敏二级管的输出电流降为0。此时,动圈产生的电磁力F与被测物重力相当,即F=G=mg,其中m为被测物体的质量,g为重力加速度。
  同时,根据电磁力公式F=BLI sinθ,其中B为气隙磁场的磁感应强度,L为动圈(受力导线)的有效长度,I为动圈电流,θ为通电导体与磁场的夹角。由于传感器中动圈的规格尺寸已固定,所以其B和L均不再改变,而θ为90°,故sinθ=1,因此F的大小与I成对应关系。综合之前的描述,即得出m=BLI/g。
  当温度恒定时,B和L是定值,g也是恒定值,则m与I成正比,通过检测动圈电流,就可以间接得到被测物体的质量。当环境温度变化或过流元件发热时,B和L均会发生改变,造成m与I不再成比例关系,使电子天平产生较大的非线性测量误差。
  值得一提的是,当电子天平处于预热阶段时,随着内部温度升高,磁感应强度B会逐渐下降,同时I也会减小,这样就导致电磁力F变小,天平失去平衡,因此示值会呈现正的单方向漂移。而天平只有经过充分预热,使磁钢达到热平衡,这一变化过程结束,天平才达到平衡,再利用去皮功能,使显示置零,此时天平才处于真正的可使用状态。

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