关于电子分析天平系统分析

导读:本文赛多利斯科学仪器（北京）有限公司首先介绍 220g/0.1mg电子天平系统总体构架图，然后介绍电子分析天平的工作原理，最后阐述电磁力平衡传感器的构成与工作机理，分析机械称量机

来源：未知发布日期：2019-10-10 14:46【大中小】

本文赛多利斯科学仪器（北京）有限公司首先介绍 220g/0.1mg电子天平系统总体构架图，然后介绍电子分析天平的工作原理，最后阐述电磁力平衡传感器的构成与工作机理，分析机械称量机构罗伯威尔结构的特点与作用。

1电子分析天平的工作原理
本文赛多利斯科学仪器（北京）有限公司基于实验室自主研发的电子分析天平由电磁力平衡传感器闭环系统、A/D转换器以及基于MSP430F5438A的数据处理与管理系统、温度采集系统、通信与人机接口模块和基于虚拟仪器的上位机管理系统组成，电子分析天平系统总体构架。其中，电磁力平衡传感器、光电检测及I/V转换环节、PID调节与驱动电路组成电磁力平衡传感器闭环系统，形成的闭环测量结构。

2电子分析天平的质量称量原理
高精度的电子分析天平通常是指基于电磁力平衡传感器的电子分析天平。这类电子分析天平往往需要加入由电磁力平衡传感器与模拟电路组成的闭环调节系统，以提高电磁力平衡传感器内的杠杆平衡系统的精度和稳定性。根据闭环调节系统采用的电路结构，电子天平的称量原理又可分为直接驱动式和脉宽调制式两种。

2.1直接驱动式结构的称量原理
赛多利斯科学仪器（北京）有限公司了解到直接驱动式的原理是通过功率放大的方法提高PID调节器的输出驱动能力，驱动电磁力平衡传感器中的载流动圈，线圈产生电磁力力矩与被称物体的重力矩相平衡。此时被称量物体的质量与和载流动圈串连的低温漂、高精度取样电阻上得到的电压信号成正比。经低通滤波器后，高精度的模数转换器对得到的电压信号进行采样，采样得到的数据经过微处理器的分析和变换，最后在液晶或者触摸显示屏上显示被称量物体的质量。

2.2电磁力平衡传感器的构成与工作机理
电磁力平衡传感器广泛应用于高精度电子分析天平，是精密称量的常用传感器。其分辨率可达到数百万分之一，有的甚至达到了数千万分之一，是一种高精度测力传感器，非常适用于高精度的电子分析天平。

2.3罗伯威尔结构
偏载误差是电子分析天平的一项重要的计量性能指标。赛多利斯科学仪器（北京）有限公司认为引起偏载误差的主要原因是电子分析天平内的力传递机构无法保证被测物体和秤盘本身的不均匀分布的重力垂直作用在横梁上的一点，从而产生转矩对横梁的上下运动产生影响。为此，电子分析天平需要一种可以消除偏载误差的结构，保证力传递的准确性。纵观国内外基于电磁力平衡传感器的电子分析天平，通常是通过在电磁力平衡传感器内增加一种罗伯威尔结构来降低或消除偏载误差带来的影响，保证力传递的准确性。罗伯威尔结构又称为平行导向结构，通常包括八字形支架、承重簧片、悬垂梁等部件。

该结构能保证施加在秤盘上任何位置的不均匀分布的力通过悬垂梁与上下两个八字形平行导向架转换为只沿一个方向且作用在一个点的力，并通过吊带簧片把力传递到横梁上，也就是说只有垂直力会使横梁产生垂直方向的转动，且被称物体以及秤盘本身的重力在秤盘上的任何位置对悬垂梁产生的转矩均不对横梁的转动产生任何影响。罗伯威尔结构这一特点使得电子分析天平降低或消除偏载误差影响成为了可能，已在基于电磁力平衡传感器的电子分析天平中得到了广泛应用，并取得良好的效果。

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