電子天平的基本原理是什么?
電子天平的基本原理是什么?
大家知道,機(jī)械光電分析天平是應(yīng)用杠桿原理而工作的,那么電子天平是靠什么原理而
工作的呢’
根據(jù)初中物理大家知道,處于磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)體(導(dǎo)線或線圈)將產(chǎn)生一種電磁力,力
的方向可用物理學(xué)中的左手定則來(lái)判定,如果通過導(dǎo)體的電流c大小和方向以及磁場(chǎng)的方向已
知的話,則有電磁力的關(guān)系式
F = BL/hin0
式中F——電磁力;
B-磁感應(yīng)強(qiáng)度.
L——受力導(dǎo)線長(zhǎng)度;
l——電流強(qiáng)度;
sino ——通電導(dǎo)體與磁場(chǎng)夾角的正弦。
從式中不難看出電磁力F的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比,與導(dǎo)線長(zhǎng)度L和電流強(qiáng)度,
也成正比,還和通電導(dǎo)體與。磁場(chǎng)的正弦夾角成正比。在電子天平中,通常選擇墟電導(dǎo)體與磁
場(chǎng)的夾角為904,即sin90。=l;這時(shí)通電導(dǎo)體所受的磁場(chǎng)力最大,所以上式可改寫成:
F: B/J
由于上式中的B、L在電子天平中均是一定的,也可視為常數(shù),那么電磁力的大小就決
定于電流強(qiáng)度的大小了。亦即電流增大,電磁力也增大,電流減少,電磁力也減小。電流的
大小是由天平秤盤上所加載荷的大小,電就是被稱物體的重力大小決定的。當(dāng)大小相等方向
相反的電磁力與重力達(dá)到平衡時(shí),則有:
F = mg - rnJ
上式即為電子天平的電磁平衡原理式。通俗地講,就是當(dāng)秤盤上:加上載荷時(shí),使其秤盤
的位置發(fā)生了相應(yīng)的變化,這時(shí)位置檢測(cè)器將此變化量i過PJD調(diào)節(jié)器和放大器轉(zhuǎn)換成線罔
中的電流信號(hào),并存采樣電阻f轉(zhuǎn)換成與載荷相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào),再經(jīng)過低通濾波器和模數(shù)
(A/D)轉(zhuǎn)換器,變換成數(shù)字i號(hào)給計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,并將此數(shù)值顯示在顯示屏幕上
這就是電子天平的基本原理。
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