文中,赛多利斯科学仪器(北京)有限公司介绍万分之一电子天平的称量原理以及赛多利斯电子天平前馈PID平衡调节方法研究。
为实现电子分析天平的快速准确称量,赛多利斯在本文根据电子天平称量原理,提出了一种基于前馈补偿和 PID相结合的复合控制策略;首先建立了电磁力平衡传感器系统传递函数,然后设计了电子天平的相关参数,最后建立了电子天平的MATLAB模型,通过MATLAB仿真表明提出的复合控制策略控制精度要优于传统的PID控制策略,且最大示值误差为- 0.4e,满足 《JJG1036- 2008电子天平检定规程》 对称量准确度的要求,同时也为科研及计量专业人员提供了较准确的称量值。
1、赛多利斯科学仪器(北京)有限公司介绍电子天平称量原理
赛多利斯万分之一电子天平是实验室最常用的称量仪器,一般采用电磁力传感器。赛多利斯电子天平在加载前, 电磁力平衡传感器处于初始平衡状态。当被测物置于称量盘后,立柱和遮光板在被测物重力的作用下向下移动,光敏二极管D2检测到发光二极管D1发出的光,并产生电流信号,经I/V变换电路、PID调节器,转变成与被测物重量对应的电流并驱动动圈,在永磁体的磁场作用下,动圈产生向上的电磁力,使遮光片向上移动,D2输出电流信号减小,直至遮光片重新回到初始平衡位置,对电磁力平衡传感器开环系统进行系统辨识,可得到各个系统参数。本文通过对线圈通入不同大小的信号作为激励,得到电磁力平衡传感器的开环系统输出,然后利用最小二乘法对传感器传递函数参数进行估计,对于赛多利斯电子天平系统中总是存在一个称量跟踪误差,而前馈控制的目的就是通过预见系统将来 的行为,提前向控制系统中传递预期的误差,使跟踪误差最小。
本文依据电磁力平衡传感器的动态响应特性, 对赛多利斯电子天平闭环称量系统进行了辨识,设计了赛多利斯电子天平前馈PID调节方法,采用该算法的电子分析天平具有响应快、超调小、调节时间短等优点。
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