电子天平的电磁平衡工作原理

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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m成正比的电流I。动圈在永磁体的磁场作 用下，将产生向上的力F，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I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I在永磁体磁场作用下产生的力F与被称量物体的重力相等，天平 处于平衡状态。于是有：F = BIL = mg(1)上式中，B为永磁体气隙中的磁感应强度，L为动圈的导线长度，g为重力加速 度。由(1)式可得：m 二 BIL / g(2)当B、L和g 一定时，通过测量I,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.