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電磁平衡傳感器工作原理
閱讀：749 發布時間：2014-9-23
電磁力平衡傳感器主要應用在電子天平上，電子天平的重要特點是在測量被測物體的質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，在稱量范圍內，當被測重物的重力mg通過連桿支架作用于線圈上，方向向上，這時在磁場中若有電流通過，線圈將產生一個電磁力F，可用下式表示：
F=KBLI
其中K為常數（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
F=KBLI=mg
由上式可知，處在磁場中的通電線圈，流經其內部的電流I與被測物體的質量成正比，只要測出電流I即可知道物體的質量m。
任何一個平衡控制系統為了進一步提高其精度，需要加閉環控制系統，如圖1所示。
若被稱物加重，天平則產生不平衡狀態，通過光電檢測器檢測到線圈在磁鋼中的瞬態位移，經前置放大器和PID調節器產生一個變化量輸出，然后于固定的鋸齒波比較，使調寬脈沖加寬，再用該調寬脈沖控制電流開關，使電流減小，而恒流源是固定不變的，從而使流經線圈的電流增大，這樣使電磁力增大并與被測物相抵消從而達到新的平衡狀態。