電子天平它是如何工作的以及稱重原理

核心提示：電子天平的種類很多，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(tǒng)機械天平的杠桿原理是有本質(zhì)區(qū)別的，即用電磁力來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，除此之外還具有自動校準和超載保護等功能，這些都是機械天平難以實現(xiàn)的，因此正因為電子天平有這么多優(yōu)點，所以已漸漸取代了機械天平。

電子天平的種類很多，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(tǒng)機械天平的杠桿原理是有本質(zhì)區(qū)別的，即用電磁力來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，除此之外還具有自動校準和超載保護等功能，這些都是機械天平難以實現(xiàn)的，因此正因為電子天平有這么多優(yōu)點，所以已漸漸取代了機械天平。

電子天平的重要特點是在測量被測物體的質(zhì)量時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測量的。秤盤通過支架連桿與線圈連接，線圈置于磁場內(nèi)。在稱量范圍內(nèi)時，被測重物的重力mg通過連桿支架作用于線圈上，這時在磁場中若有電流通過，線圈將產(chǎn)生一個電磁力F，方向向上，可用下式表示：F=KBLI

其中K為常數(shù)（與使用單位有關），B為磁感應強度，L為線圈導線的長度，I為通過線圈導線的電流強度。電磁力F和秤盤上被測物體重力mg大小相等、方向相反而達到平衡，同時在彈性簧片的作用下使秤盤支架回復到原來的位置。即處在磁場中的通電線圈，流經(jīng)其內(nèi)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。

若稱盤上的加上或除去被稱物時，天平則產(chǎn)生不平衡狀態(tài)，通過位置檢測器檢測到線圈在磁鋼中的瞬態(tài)位移，經(jīng)PID調(diào)節(jié)器和前置放大器產(chǎn)生一個變化量輸出，經(jīng)過一系列處理使流經(jīng)線圈的電流發(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圈回到原來的位置，達到新的平衡狀態(tài)。這就是電子天平的電磁力自動補償電路原理。電流的變化則通過數(shù)字顯示出被稱物體的質(zhì)量。

電子天平在使用過程中，其傳感器和電路在工作過程中受溫度影響，或傳感器隨工作時間變化而產(chǎn)生的某些參數(shù)的變化，以及氣流、振動、電磁干擾等環(huán)境因素的影響，都會使電子天平產(chǎn)生漂移，造成測量誤差。其中，氣流、振動、電磁干擾等環(huán)境溫度的影響可以通過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。而溫漂主要是來自環(huán)境溫度的影響和天平內(nèi)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。