电子天平电磁平衡工作原理

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电子天平的工作原理电子天平利用电磁力平衡原理实现称重，工作原理如图1所示。称盘加载前，天平处于初始平衡状态。称盘加载后，天平处于不平衡状态。在被称量物体的重力作用下，遮光片产生向下的位移，使得光敏二极管D2感应到D1发出的光，光信号经光电检测电路转换为电压信号。电压信号通过PID调节，向动圈（可动线圈）提供一个与被称物体的质量成正比的电流。动圈在永磁体的磁场作用下，将产生向上的力，使遮光片向上移动。遮光片向上移动后，光电检测电路的输出电压减少，PID积分环节使流经动圈的电流继续增大，直至遮光片恢复到初始平衡的位置，实现电磁力自动补偿。图1 电子天平工作原理图动圈电流在永磁体磁场作用下产生的力与被称量物体的重力相等，天平处于平衡状态。于是有：(1)上式中，为永磁体气隙中的磁感应强度，为动圈的导线长度，为重力加速度。由（1）式可得：(2)当、和一定时，通过测量，即可间接测量被称量物体的质量。参考文献：杨敏. 基于MSP430F449的智能电子分析天平设计D. 湖南大学, 2009,7-8.