電子天平它是如何工作的以及稱(chēng)重原理

核心提示：電子天平的種類(lèi)很多，結構也大不相同，但是他們的工作原理都是基本一致的，都是利用電磁力平衡原理，這和傳統機械天平的杠桿原理是有本質(zhì)區別的，即用電磁力來(lái)平衡重物重量從而衡量出重物的重量。與機械天平相比，電子天平具有測量準確度高、反應靈敏等優(yōu)點(diǎn)，除此之外還具有自動(dòng)校準和超載保護等功能，這些都是機械天平難以實(shí)現的，因此正因為電子天平有這么多優(yōu)點(diǎn)，所以已漸漸取代了機械天平。

電子天平的種類(lèi)很多，結構也大不相同，但是他們的工作原理都是基本一致的，都是利用電磁力平衡原理，這和傳統機械天平的杠桿原理是有本質(zhì)區別的，即用電磁力來(lái)平衡重物重量從而衡量出重物的重量。與機械天平相比，電子天平具有測量準確度高、反應靈敏等優(yōu)點(diǎn)，除此之外還具有自動(dòng)校準和超載保護等功能，這些都是機械天平難以實(shí)現的，因此正因為電子天平有這么多優(yōu)點(diǎn)，所以已漸漸取代了機械天平。

電子天平的重要特點(diǎn)是在測量被測物體的質(zhì)量時(shí)不用測量砝碼的重力，而是采用電磁力與被測物體的重力相平衡的原理來(lái)測量的。秤盤(pán)通過(guò)支架連桿與線(xiàn)圈連接，線(xiàn)圈置于磁場(chǎng)內。在稱(chēng)量范圍內時(shí)，被測重物的重力mg通過(guò)連桿支架作用于線(xiàn)圈上，這時(shí)在磁場(chǎng)中若有電流通過(guò)，線(xiàn)圈將產(chǎn)生一個(gè)電磁力F，方向向上，可用下式表示：F=KBLI

其中K為常數（與使用單位有關(guān)），B為磁感應強度，L為線(xiàn)圈導線(xiàn)的長(cháng)度，I為通過(guò)線(xiàn)圈導線(xiàn)的電流強度。電磁力F和秤盤(pán)上被測物體重力mg大小相等、方向相反而達到平衡，同時(shí)在彈性簧片的作用下使秤盤(pán)支架回復到原來(lái)的位置。即處在磁場(chǎng)中的通電線(xiàn)圈，流經(jīng)其內部的電流I與被測物體的質(zhì)量成正比，只要測出電流I即可知道物體的質(zhì)量m。

若稱(chēng)盤(pán)上的加上或除去被稱(chēng)物時(shí)，天平則產(chǎn)生不平衡狀態(tài)，通過(guò)位置檢測器檢測到線(xiàn)圈在磁鋼中的瞬態(tài)位移，經(jīng)PID調節器和前置放大器產(chǎn)生一個(gè)變化量輸出，經(jīng)過(guò)一系列處理使流經(jīng)線(xiàn)圈的電流發(fā)生變化，這樣使電磁力也隨之變化并與被測物相抵消從而使線(xiàn)圈回到原來(lái)的位置，達到新的平衡狀態(tài)。這就是電子天平的電磁力自動(dòng)補償電路原理。電流的變化則通過(guò)數字顯示出被稱(chēng)物體的質(zhì)量。

電子天平在使用過(guò)程中，其傳感器和電路在工作過(guò)程中受溫度影響，或傳感器隨工作時(shí)間變化而產(chǎn)生的某些參數的變化，以及氣流、振動(dòng)、電磁干擾等環(huán)境因素的影響，都會(huì )使電子天平產(chǎn)生漂移，造成測量誤差。其中，氣流、振動(dòng)、電磁干擾等環(huán)境溫度的影響可以通過(guò)對電子天平的使用條件加以約束，將其影響程度減小到zui低限度。而溫漂主要是來(lái)自環(huán)境溫度的影響和天平內部的自身影響，其形成的原因復雜，產(chǎn)生的漂移大，必須加以抑制。