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國產(chǎn)分析天平采用電磁力平衡傳感器原理

發(fā)布日期：2020-04-23 瀏覽次數(shù)：5960

　　國產(chǎn)分析天平的稱量范圍與讀數(shù)能力適合于多種分析用天平的總稱，分為機(jī)械式、電子式、手動(dòng)式、半自動(dòng)式、全自動(dòng)式等。是比臺(tái)秤更為精確的稱量儀器，可精確稱量至0.0001g（即0.1mg）以上。分析天平類型多種多樣，但其原理與使用方法基本相同。

　　國產(chǎn)分析天平一般采用電磁力平衡傳感器，在加載前，電磁力平衡傳感器處于初始平衡狀態(tài)。當(dāng)被測物置于稱量盤后，立柱和遮光板在被測物重力的作用下向下移動(dòng)，光敏二級(jí)管檢測到另一發(fā)光二極管發(fā)出的光，并產(chǎn)生電流信號(hào)，經(jīng)過I/V變換電路、PID調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)變成與被測物重量相對(duì)應(yīng)的電流并驅(qū)動(dòng)動(dòng)圈，在永磁體的磁場作用下，動(dòng)圈產(chǎn)生向上的電磁力，使遮光片向上移動(dòng)，二極管輸出的電流信號(hào)減小，直至遮光片重新回到初始平衡位置，二極管的輸出電流降為0。此時(shí)，動(dòng)圈產(chǎn)生的電磁力F與被測物重力相當(dāng)，即F=G=mg，其中m為被測物體的質(zhì)量，g為重力加速度。

　　根據(jù)電磁力公式F=BLI sinθ，其中B為氣隙磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，L為動(dòng)圈（受力導(dǎo)線）的有效長度，I為動(dòng)圈電流，θ為通電導(dǎo)體與磁場的夾角。由于傳感器中動(dòng)圈的規(guī)格尺寸已固定，所以其B和L均不再改變，而θ為90°，故sinθ=1，因此F的大小與I成對(duì)應(yīng)關(guān)系。綜合之前的描述，即得出m=BLI/g。

　　當(dāng)溫度恒定時(shí)，B和L是定值，g也是恒定值，則m與I成正比，通過檢測動(dòng)圈電流，就可以間接得到被測物體的質(zhì)量。當(dāng)環(huán)境溫度變化或過流元件發(fā)熱時(shí)，B和L均會(huì)發(fā)生改變，造成m與I不再成比例關(guān)系，使分析天平產(chǎn)生較大的非線性測量誤差。

　　但當(dāng)天平處于預(yù)熱階段時(shí)，隨著內(nèi)部溫度升高，磁感應(yīng)強(qiáng)度B會(huì)逐漸下降，同時(shí)I也會(huì)減小，這樣就導(dǎo)致電磁力F變小，天平失去平衡，因此示值會(huì)呈現(xiàn)正的單方向漂移。而天平只有經(jīng)過充分預(yù)熱，使磁鋼達(dá)到熱平衡，這一變化過程結(jié)束，天平才達(dá)到平衡，再利用去皮功能，使顯示置零，此時(shí)天平才處于真正的可使用狀態(tài)。

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