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國産分析天平采用電磁力平衡傳感器原理
发布日期:2020-04-23      浏览次数:2357
   國産分析天平的稱量範圍與讀數能力適合于多種分析用天平的總稱,分爲機械式、電子式、手動式、半自動式、全自動式等。是比台秤更爲精確的稱量儀器,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。
  國産分析天平一般采用电磁力平衡传感器,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,光敏二级管检测到另一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,二极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,二极管的输出电流降为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。
  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。
  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不再成比例關系,使分析天平産生較大的非線性測量誤差。
  但當天平處于預熱階段時,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。而天平只有經過充分預熱,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,此時天平才處于真正的可使用狀態。

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