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計量論壇

標題: 電子天平基本原理 [打印本頁]

作者: 浪里乾坤 時間: 2021-7-26 15:06
標題: 電子天平基本原理
本帖最后由浪里乾坤于 2021-7-26 15:48 編輯

大家知道，機械光電分析天平是應用杠桿原理而工作的，那么電子天平是靠什么原理工作的呢?

根據基礎物理大家知道，處于磁場中的通電導體(導線或線圈)將產生一種電磁力，力的方向可用物理學中的左手定則來判定，如果通過導體的電流大小和方向以及磁場的方向已知的話，則有電磁力的關系式：

F -BLI sin?

式中：F ——電磁力；

B ——磁感應強度；

L ——受力導線長度；

I ——電流強度；

sin? ——通電導體與磁場夾角的正弦。

從式中不難看出電磁力F 的大小與磁感應強度B 成正比，與導線長度L 和電流強度I 也成正比，還和通電導體與磁場的正弦夾角成正比。在電子天平中，通常選擇通電導體與磁場的夾角為90°，即sin90°=1；這時通電導體所受的磁場力最大，所以上式可改寫成：

F =BLI

由于上式中的B、L 在電子天平中均是一定的，也可視為常數，那么電磁力的大小就決定于電流強度的大小了，亦即電流增大，電磁力也增大；電流減少，電磁力也減小。電流的大小是由天平秤盤上所加載荷的大小，也就是被稱物體的重力大小決定的。當大小相等方向相反的電磁力與重力達到平衡時，則有：

F - mg - BLI

上式即為電子天平的電磁平衡原理式。通俗地講，就是當秤盤上加上載荷時，使其秤盤的位置發生了相應的變化，這時位置檢測器將此變化量通過PID調節器和放大器轉換成線圈中的電流信號，并在采樣電阻上轉換成與載荷相對應的電壓信號，再經過低通濾波器和模數(A/D)轉換器，變換成數字信號給計算機進行數據處理，并將此數值顯示在顯示屏幕上，這就是電子天平的基本原理。

補充內容 (2021-7-27 15:03):
更正一下“F - mg - BLI”，實為“F = mg = BLI”

補充內容 (2021-7-27 15:15):
更正“F -BLI sin?”為“F = BLI sin?”

作者: 浪里乾坤 時間: 2021-7-26 15:31
本帖最后由浪里乾坤于 2021-7-26 16:00 編輯

(, 下載次數: 742) (, 下載次數: 735)

作者: 浪里乾坤 時間: 2021-7-26 15:45
本帖最后由浪里乾坤于 2021-7-26 15:58 編輯

現在市面上的精密電子天平越來越多，種類繁雜，但是不管是國產還是進口的，它們的內部結構都是一致的。電子天平一般是由秤盤、傳感器、PID調節器、功率放大器、低通濾波器、位置檢測器、顯示器、機殼、微計算機、模數轉換器、底腳等幾個部分組成。

秤盤：秤盤多為金屬材料制成，安裝在天平的傳感器上，是天平進行稱量的承受裝置。它具有一定的幾何形狀和厚度，以圓形和方形的居多。使用中應注意衛生清潔，更不要隨意掉換秤盤；

傳感器：傳感器是電子天平的關鍵部件之一，由外殼、磁鋼、極靴和線圈等組成，裝在秤盤的下方。它的精度很高也很靈敏。應保持天平稱量室的清潔，切忌稱樣時撒落物品而影響傳感器的正常工作；

PID調節器：保證傳感器快速而穩定地工作；

功率放大器：將微弱的信號進行放大，以保證天平的精度和工作要求；

低通濾波器：排除外界和某些電器元件產生的高頻信號的干擾，以保證傳感器的輸出為一恒定的直流電壓；

位置檢測器：由高靈敏度的遠紅外發光管和對稱式光敏電池組成的。它的作用是將秤盤上的載荷轉變成電信號輸出；

顯示器：一種是數碼管的顯示器；另一種是液晶顯示器。它們的作用是將輸出的數字信號顯示在顯示屏幕上；

機殼：保護電子天平免受到灰塵等物質的侵害，同時也是電子元件的基座等；
微計算機：電子天平的關鍵部件，它是電子天平的數據處理部件，具有記憶、計算和查表等功能；

模數轉換器：轉換精度高，易于自動調零能有效地排除干擾，將輸入信號轉換成數字信號；

底腳：電子天平的支撐部件，同時也是電子天平水平的調節部件，一般均靠后面兩個調整腳來調節天平的水平。

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(, 下載次數: 736)

作者: 吉豐豐 時間: 2021-7-26 21:13
學習到了。。。。。。

作者: stsfhfh 時間: 2021-7-27 08:32
基礎知識普及篇，太好了

作者: yuanhuifred 時間: 2021-7-27 09:06
不錯，學習了

作者: avision 時間: 2021-7-27 14:16
長知識了，厲害

作者: 烏拉辣拉 時間: 2021-7-27 15:28
學到了，很有用

作者: XYB2016 時間: 2021-7-28 11:05
基礎知識學習了

作者: slby 時間: 2021-7-28 11:21
長知識了，謝謝。

作者: 夢幻雪緣 時間: 2021-7-28 14:34
學習了，太漲知識啦，O(∩_∩)O謝謝

作者: smile舞狼 時間: 2021-7-28 16:50
請教：天平一直漂移是怎么回事？放上砝碼之后，值一直在慢慢變小。還有回零不好的，一般是什么問題引起的？

作者: 風淡云輕 時間: 2021-7-29 08:23
學習了，謝謝

作者: 85sxq 時間: 2021-7-29 08:26
謝謝分享！！！

作者: 大笑隨心 時間: 2021-7-29 09:46

smile舞狼發表于 2021-7-28 16:50
請教：天平一直漂移是怎么回事？放上砝碼之后，值一直在慢慢變小。還有回零不好的，一般是什么問題引起的？ ...

我也遇到過一次，測得是水，萬分之一的天平，放上去之后，數值一直變小，不過放砝碼的時候就不會。感覺應該是揮發的原因。放上砝碼還會一直變小的還沒有遇到過。

作者: yyy112082 時間: 2021-7-29 10:44
精度不同是傳感器有什么區別么？

作者: mison_2002 時間: 2021-7-29 13:17
學習到了。。。。。。

作者: fangyuan53501 時間: 2021-8-1 11:32
電子天平秤的是質量還是重量？

作者: playerxk 時間: 2021-8-9 11:50
這個不錯漲知識了多謝樓主分享

作者: xvshaoyong 時間: 2021-9-28 08:45
不錯，學習了，謝謝

作者: daxtz 時間: 2021-9-28 12:32
不錯，學習了，謝謝

作者: 友勝劉赫 時間: 2021-9-28 14:34
長知識了，謝謝

作者: 清風細雨ZHW 時間: 2022-10-4 11:34
太好了，要好好學習一下

作者: 清風細雨ZHW 時間: 2023-3-28 21:13
學習了，非常好，感謝分享。

作者: 逆風阿灰灰 時間: 2023-4-12 15:11
基礎知識太重要了，感謝分享

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