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千分位精密電子天平的工作原理基于什么呢?

更新時(shí)間:2025-06-05點(diǎn)擊次數(shù):96
   千分位精密電子天平的工作原理主要基于電磁力平衡原理,以下是詳細(xì)的解析:
  1.核心部件及連接方式
  秤盤與線圈:電子天平的核心部件包括秤盤、支架連桿、線圈和磁場(chǎng)。秤盤通過支架連桿與線圈相連,線圈置于磁場(chǎng)中,且與磁力線垂直。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得秤盤上的物體重量能夠通過連桿傳遞到線圈上。
  2.稱重原理
  電磁力與重力平衡:當(dāng)秤盤上放置被測(cè)物體時(shí),物體的重力通過連桿作用在線圈上。此時(shí),如果給線圈通電,線圈會(huì)在磁場(chǎng)中產(chǎn)生一個(gè)向上的電磁力。根據(jù)電磁基本理論,通電的導(dǎo)線在磁場(chǎng)中將產(chǎn)生電磁力或稱安培力,力的方向、磁場(chǎng)方向、電流方向三者互相垂直。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度不變時(shí),產(chǎn)生的電磁力大小與流過線圈的電流強(qiáng)度成正比。通過調(diào)節(jié)流過線圈的電流大小,使電磁力與被測(cè)物體的重力相等,即達(dá)到電磁力與重力的平衡狀態(tài)。此時(shí),位移傳感器處于預(yù)定的中心位置,表明系統(tǒng)達(dá)到了平衡。
  電流與質(zhì)量的關(guān)系:由于電磁力與被測(cè)物體的重力大小相等、方向相反,且電磁力與流過線圈的電流成正比,所以被測(cè)物體的質(zhì)量與流過線圈的電流也成正比關(guān)系。只要測(cè)出流過線圈的電流大小,就可以知道被測(cè)物體的質(zhì)量。
  3.千分位精密電子天平自動(dòng)補(bǔ)償電路
  檢測(cè)位移變化:當(dāng)秤盤上的物體質(zhì)量發(fā)生變化時(shí),會(huì)破壞原有的平衡狀態(tài),導(dǎo)致秤盤產(chǎn)生位移。位置檢測(cè)器能夠檢測(cè)到線圈在磁鋼中的瞬態(tài)位移。
  調(diào)整電流恢復(fù)平衡:檢測(cè)到位移后,位置檢測(cè)器將位移信號(hào)傳輸給電磁力自動(dòng)補(bǔ)償電路。該電路會(huì)根據(jù)位移的大小和方向,經(jīng)PID調(diào)節(jié)器和前置放大器產(chǎn)生一個(gè)變化量輸出,進(jìn)而改變流經(jīng)線圈的電流大小。隨著電流的變化,電磁力也會(huì)相應(yīng)變化,從而使秤盤回到原來的位置,達(dá)到新的平衡狀態(tài)。這樣,通過不斷調(diào)整電流來補(bǔ)償物體質(zhì)量變化引起的位移,保證了測(cè)量的準(zhǔn)確性。
  4.數(shù)字顯示
  模數(shù)轉(zhuǎn)換:流經(jīng)線圈的電流變化會(huì)被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),這一過程通常由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)完成。ADC將連續(xù)的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠處理的數(shù)字形式。
  數(shù)據(jù)顯示:經(jīng)過轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)會(huì)通過顯示屏或其他輸出設(shè)備進(jìn)行呈現(xiàn),直接顯示出被測(cè)物體的質(zhì)量數(shù)值,方便用戶讀取和使用。
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