电子天枰的称量原理是什么？

天平的工作原理是什么原理？

电子天平的原理

电子天枰的称量原理是什么？

与其他种类的天平不同，电子天平应用了现代电子控制技术进行称量，无论采用何种控制方式和电路结构，其称量依据都是电磁力平衡原理。

其特点是称量准确可靠，显示快速清晰并且具有自动检测系统、简便的自动校准装置和超载保护等装置。

电子天平的重要特点是在测量被测物体的质量时不用测量砝码的重力，而是采用电磁力与被测物体的重力相平衡的原理来测量的。

秤盘通过支架连杆与线圈连接，线圈置于磁场内。

在称量范围内时，被测重物的重力mg通过连杆支架作用于线圈上，这时在磁场中若有电流通过，线圈将产生一个电磁力F，方向向上，可用下式表示：

其中K为常数（与使用单位有关），B为磁感应强度，L为线圈导线的长度，I为通过线圈导线的电流强度。

电磁力F和秤盘上被测物体重力mg大小相等、方向相反而达到平衡，同时在弹性簧片的作用下使秤盘支架回复到原来的位置。

即处在磁场中的通电线圈，流经其内部的电流I与被测物体的质量成正比，只要测出电流I 即可知道物体的质量m。

若称盘上的加上或除去被称物时，天平则产生不平衡状态，通过位置检测器检测到线圈在磁钢中的瞬态位移，经PID调节器和前置放大器产生一个变化量输出，经过一系列处理使流经线圈的电流发生变化，这样使电磁力也随之变化并与被测物相抵消从而使线圈回到原来的位置，达到新的平衡状态。

这就是电子天平的电磁力自动补偿电路原理。

电流的变化则通过数字显示出被称物体的质量。

天平在使用过程中，其传感器和电路在工作过程中受温度影响，或传感器随工作时间变化而产生的某些参数的变化，以及气流、振动、电磁干扰等环境因素的影响，都会使电子天平产生漂移，造成测量误差。

其中，气流、振动、电磁干扰等环境温度的影响可以通过对电子天平的使用条件加以约束，将其影响程度减小到最低限度。

而温漂主要是来自环境温度的影响和天平内部的自身影响，其形成的原因复杂，产生的漂移大，必须加以抑制。

天平的工作原理是什么原理？

天平是一种用于称量物体质量的衡器，有狭义和广义之分。

狭义的天平专指利用等臂杠杆平衡原理，将被测物与相应砝码比较衡量，从而确定被测物质量的一种衡器。

电子天平按传感器的种类来划分可以分为光电式、液压式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式、电磁力平衡式。

目前应用最多的是电阻应变式和电磁力平衡式。

电阻应变式，它是利用电阻应变片变形时其电阻也随之改变的原理制造的天平，主要由弹性元件、电阻应变片、测量电路和传输电缆4部分组成。

精度可达万分之一，秤量范围较大，从几千克至几十吨，适合大秤量设备，如汽车衡、电子皮带秤等

电磁力平衡式，它利用承重台上的负荷与电磁力相平衡的原理工作。

当承重台上放有被测物时，杠杆的一端向上倾斜；光电件检测出倾斜度信号，经放大后流入线圈，产生电磁力，使杠杆恢复至平衡状态。

对产生电磁平衡力的电流进行数字转换，即可确定被测物质量。

电磁力式传感器准确度高，可达二百万分之一，但称量范围较小，一般在几十毫克至几十千克之间。

电子天平的原理

原理：采用了电磁力补偿平衡原理，实质也是一种杠杆平衡，只是在杠杆的一端采用了电磁力。

（1）当天平处于空称零位时，则产生的力矩M=m1×g×Ll、M右=F×L2 ，由于零位时天平达到平

衡，则M左= M右。

即m1 ×g× Ll= F×L2 。

（2）当称盘上加载称物m2时，杠杆偏离零位，此时零位指示器有偏差信号产生，经过放大器和调节器等一系列转换后，使线圈的电流I增大，电磁力矩右也将一起增大，杠杆回到原来平衡位置，即天平的零位。

最终则使M左= M右 ，即m2 ×g×Ll= F×L2 ，最后把电信号处理成为数字信号，数显在显示屏上。

从而得出以下重要结论：在磁场中通过线圈的电流强度 I与被称物体的质量m成正比。

扩展资料：

电子天平及其分类按电子天平的精度可分为以下几类：

1、超微量电子天平：超微量天平的最大称量是2至5g，其标尺分度值小于（最大）称量的10-6，如Mettler的UMT2型电子天平等属于超微量电子天平。

2、微量天平：微量天平的称量一般在3至50g，其分度值小于（最大）称量的10-5，如Mettler的AT21型电子天平以及Sartoruis的S4型电子天平。

3、半微量天平：半微量天平的称量一般在20至100g，其分度值小于（最大）称量的10-5，如Mettler的AE50型电子天平和Sartoruis的M25D型电子天平等均属于此类。

4、常量电子天平：此种天平的最大称量一般在100至200g，其分度值小于（最大）称量的10-5，如Mettler的AE200型电子天平和Sartoruis的A120S、A200S型电子天平均属于常量电子天平。

5、分析天平：其实电子分析天平，是常量天平、半微量天平、微量天平和超微量天平的总称。

6、 精密电子天平：这类电子天平是准确度级别为Ⅱ级的电子天平的统称。

注意事项：

因为天平砝码一般精度都比较高，对环境及操作要求也比较多，日常使用的时候应该注意哪些问题，该如何延长电子分析天平的使用寿命。

1 天平砝码不要放置在空调器下的边台上。

搬动过的电子分析天平必须重新校正好水平，并对天平的计量性能作全面检查无误后才可使用。

2 称取吸湿性、挥发性或腐蚀性物品时，应用称量瓶盖紧后称量，且尽量快速，注意不要将被称物(特别腐蚀性物品)洒落在称盘或底板上；称量完毕，被称物及时带离天平，并搞好称量室的卫生。

3 同一个实验应使用同一台天平进行称量，以免因称量而产生误差。

水平调节

1、当水平泡处于水平圈的上方时，表明电子天平的上方位置偏高，我们要通过旋转电子天平的上部的两个转角，使泡泡下移。

2、当水平泡处于水平圈的下方时，表明电子天平的下方位置偏高，我们要通过旋转电子天平的下部的两个转角，使泡泡上移。

3、当水平泡处于水平圈的左侧时，表明电子天平的左侧位置偏高，我们要通过旋转电子天平的左侧的两个转角，使泡泡右移。

4、当水平泡处于水平圈的右侧时，表明电子天平的右侧位置偏高，我们要通过旋转电子天平的右侧的两个转角，使泡泡左移。

提示：有时候水平泡出于斜角的位置，这就需要我们几个转角来回配合使用。

参考资料：搜狗百科——电子天平