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千分位精密電子天平的工作原理基于什么呢?

閱讀:247      發(fā)布時間:2025-6-5
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   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。秤盤通過支架連桿與線圈相連,線圈置于磁場中,且與磁力線垂直。這種結構設計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:當秤盤上放置被測物體時,物體的重力通過連桿作用在線圈上。此時,如果給線圈通電,線圈會在磁場中產生一個向上的電磁力。根據電磁基本理論,通電的導線在磁場中將產生電磁力或稱安培力,力的方向、磁場方向、電流方向三者互相垂直。當磁場強度不變時,產生的電磁力大小與流過線圈的電流強度成正比。通過調節(jié)流過線圈的電流大小,使電磁力與被測物體的重力相等,即達到電磁力與重力的平衡狀態(tài)。此時,位移傳感器處于預定的中心位置,表明系統(tǒng)達到了平衡。
  電流與質量的關系:由于電磁力與被測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,所以被測物體的質量與流過線圈的電流也成正比關系。只要測出流過線圈的電流大小,就可以知道被測物體的質量。
  3.千分位精密電子天平自動補償電路
  檢測位移變化:當秤盤上的物體質量發(fā)生變化時,會破壞原有的平衡狀態(tài),導致秤盤產生位移。位置檢測器能夠檢測到線圈在磁鋼中的瞬態(tài)位移。
  調整電流恢復平衡:檢測到位移后,位置檢測器將位移信號傳輸給電磁力自動補償電路。該電路會根據位移的大小和方向,經PID調節(jié)器和前置放大器產生一個變化量輸出,進而改變流經線圈的電流大小。隨著電流的變化,電磁力也會相應變化,從而使秤盤回到原來的位置,達到新的平衡狀態(tài)。這樣,通過不斷調整電流來補償物體質量變化引起的位移,保證了測量的準確性。
  4.數字顯示
  模數轉換:流經線圈的電流變化會被轉換為數字信號,這一過程通常由模數轉換器(ADC)完成。ADC將連續(xù)的電流信號轉換為計算機能夠處理的數字形式。
  數據顯示:經過轉換后的數字信號會通過顯示屏或其他輸出設備進行呈現(xiàn),直接顯示出被測物體的質量數值,方便用戶讀取和使用。

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