电子天平的工作原理和结构特点
衡准衡器 日期:2022-04-05 17:15:42 人气:382

大家知道 , 机械光电分析天平是应用杠杆原理而工作的 , 那么电子天平是靠什么原理而工作的呢 ?根据初中物理大家知道 , 处于磁场中的通电导体 ( 导线或线圈 ) 将产生一种电磁力 , 力 的方向可用物理学中的左手定则来判定 , 如果通过导体的电流大小和方向以及磁场的方向已 知的话 , 则有电磁力的关系式 :
F=BLIsinO，式中 :F 一一 -电磁力 ;B 一一磁感应强度 ;L 一一受力导线长度 ;I 一一电流强度 ;sinO- 一一通电导体与磁场夹角的正弦。|

从式中不难看出电磁力 F 的大小与磁感应强度 B 成正比 , 与导线长度 L 和电流强度 I
也成正比 , 还和通电导体与磁场的正弦夹角成正比 o 在电子天平中 , 通常选择通电导体与磁 场的夹角为 900, 即 siI1900=1; 这时通电导体所受的磁场力最大 , 所以上式可改写成 :F=BLI
由于上式中的 B 、 L 在电子天平中均是一定的 , 也可视为常数 , 那么电磁力的大小就决 定于电流强度的大小了 o 亦即电流增大 , 电磁力也增大 ; 电流减少 , 电磁力也减小。电流的 大小是由天平秤盘上所加载荷的大小 , 也就是被称物体的重力大小决定的。当大小相等方向 相反的电磁力与重力达到平衡时 , 则有 :F=mg =BIAI
上式即为电子天平的电磁平衡原理式。通俗地讲 , 就是当秤盘上加上载荷时 , 使其秤盘 的位置发生了相应的变化 , 这时位置检测器将此变化量通过 PID 调节器和放大器转换成线闺 中的电流信号 , 并在采样电阻上转换成与载荷相对应的电压信号 , 再经过低通滤波器和模数(A/D) 转换器 , 变换成数字信号给计算机进行数据处理 , 并将此数值显示在显示屏幕上 , 这就是电子天平的基本原理。
二 电子天平的基本构造：
目前 , 电子天平的种类繁多 , 无论是国产电子天平 , 还是进口的电子天平 , 不论是大称 量的电子天平 , 还是小称量的电子天平 , 精度高的还是精度低的 , 其基本构造是相同的。主要由以下几个部分组成 :
(1) 秤盘:秤盘多为金属材料制成 , 安装在天平的传感器上 , 是天平进行称量的承受装置。它具有一定的几何形状和厚度 , 以圆形和方形的居多。使用中应注意卫生清洁 , 更不要随意掉换秤盘。
(2) 传感器:传感器是电子天平的关键部件之一 , 由外壳、磁钢、极靴和线圈等组成 , 装在秤盘的下方。它的精度很高也很灵敏。应保持天平称量室的清洁 , 切忌称样时撒落物品而影响传感器的正常工作。