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温度对电子天平的影响如何克服

电子天平以电磁力的平衡为基本原理,广泛应用于机械工程、实验室和企业生产,具有称重精度高、显示效率高、自动校准方便等优点,但其称重易受外部因素的影响,如温度、湿度、磁性等。 

D2检测发光二极管D1发出的照度变化,并产生电流信号,该电流信号被转换成与被测物体重量相对应的电流,并通过输入/输出转换电路和PID调节器驱动运动线圈。在永磁体磁场的作用下,动圈产生向上的电磁力,使遮光片向上移动,D2输出的电流信号减小,直至遮光片重新回到初始平衡位置,D2的输出电流降为0。此时,动圈产生的电磁力F与被测物重力相当,即F=G=mg,其中m为被测物体的质量,g为重力加速度。

同时,根据电磁力公式F=BLI sinθ,其中

B(为气隙磁场的磁感应强度);

L(为动圈(受力导线)的有效长度);

I(为动圈电流);

θ(为通电导体与磁场的夹角)。

由于传感器中动圈的规格尺寸已固定,所以其B和L均不再改变,而θ为90°,故sinθ=1,因此F 的大小与I成对应关系。综合之前的描述,即得出m=BLI / g。

1)当温度匀速运动时,B和L是定值,g也是匀速运动值,则m与I正比,通过检测动圈电流量,就可以简接得到被测物块的质量;

(2)当工作温度变化或过流元器件发烧时,B和L均会发生改变,造成m与I不再成比例关系,使电子天平产生很大的离散系统数据误差。

值得一提的是,当电子天平处于加热阶段时,随着内部温度上升,磁感应强度B会慢慢降低,I也会减少,这样就造成磁场力F缩小,天平秤失去平衡,因此量程会展现正的单方向飘移。需要让天平秤在使用环境中插电加热一定的时间;,使磁钢达到热平衡,这一变化过程结束,天平秤才达到平衡,再利用削皮功能,使显示置零,这时天平秤才处于真正的可使用状态。

电子天平在设计中用心评估了温度对称重系统的影响,通过优化机械设计、零配件电机选型、以及优化算法,来消除温度带来的影响,保证天平秤在额定值温度的变化范围之内,计量检定性能符合如OIML等国际政策法规的要求。