電感式傳感器應(yīng)用在天平的工作原理

電感式傳感器主要應(yīng)用在電子精密天平上，精密天平的重要特點(diǎn)是在測量被測物體的質(zhì)量時(shí)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(nèi)，當(dāng)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(shí)在磁場中若有電流通過，線圈將產(chǎn)生一個(gè)電磁力F，可用下式表示：F=KBLI

其中K為常數(shù)(與使用單位有關(guān))，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，L為線圈導(dǎo)線的長度，I為通過線圈導(dǎo)線的電流強(qiáng)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(dá)到平衡，同時(shí)在彈性簧片的作用下使秤盤支架回復(fù)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(jīng)其內(nèi)部的電流I與被測物體的質(zhì)量成正比，只要測出電流I即可知道物體的質(zhì)量m。

任何一個(gè)平衡控制系統(tǒng)為了進(jìn)一步提高其精度，需要加閉環(huán)控制系統(tǒng)，若被稱物加重，天平則產(chǎn)生不平衡狀態(tài)，通過光電檢測器檢測到線圈在磁鋼中的瞬態(tài)位移，經(jīng)前置放大器和PID調(diào)節(jié)器產(chǎn)生一個(gè)變化量輸出，然后于固定的鋸齒波比較，使調(diào)寬脈沖加寬，再用該調(diào)寬脈沖控制電流開關(guān)，使電流減小，而恒流源是固定不變的，從而使流經(jīng)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(dá)到新的平衡狀態(tài)。