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電子天平有關稱量原理的問題概述
發布時間:2019-02-22   點擊次數:842次
   電子天平有關稱量原理的問題概述
  溫度、濕度等環境因素會影響電子天平的傳感器精度,電子天平一般采用電磁力平衡傳感器。電子天平在加載前,電磁力平衡傳感器處於初始平衡狀態。當被測物置於稱量盤後,立柱和遮光板在被測物重力的作用下向下移動,光敏二級管檢測到發光二極管發出的光,並產生電流信號,經過I/V變換電路、PID調節器,轉變成與被測物重量相對應的電流並驅動動圈,在永磁體的磁場作用下,動圈產生向上的電磁力,使遮光片向上移動,光敏二級管輸出的電流信號減小,直至遮光片重新回到初始平衡位置,光敏二級管的輸出電流降為0。此時,動圈產生的電磁力F與被測物重力相當,即F=G=mg,其中m為被測物體的質量,g為重力加速度。
  同時,根據電磁力公式F=BLI sinθ,其中B為氣隙磁場的磁感應強度,L為動圈(受力導線)的有效長度,I為動圈電流,θ為通電導體與磁場的夾角。由於傳感器中動圈的規格尺寸已固定,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成對應關係。綜合之前的描述,即得出m=BLI/g。
  當溫度恒定時,B和L是定值,g也是恒定值,則m與I成正比,通過檢測動圈電流,就可以間接得到被測物體的質量。當環境溫度變化或過流元件發熱時,B和L均會發生改變,造成m與I不再成比例關係,使電子天平產生較大的非線性測量誤差。
  值得一提的是,當電子天平處於預熱階段時,隨著內部溫度升高,磁感應強度B會逐漸下降,同時I也會減小,這樣就導致電磁力F變小,天平失去平衡,因此示值會呈現正的單方向漂移。而天平隻有經過充分預熱,使磁鋼達到熱平衡,這一變化過程結束,天平才達到平衡,再利用去皮功能,使顯示置零,此時天平才處於真正的可使用狀態。

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