Ηλεκτρονικός μαγνήτης ισορροπίας

Ηλεκτρονικό Ισοζύγιο

Η ηλεκτρονική ζυγαριά είναι μια συσκευή υψηλής ακρίβειας για μέτρηση μάζας, που χρησιμοποιείται ευρέως σε σχολεία, εργαστήρια και εργοστάσια λόγω της ακρίβειας, του γρήγορου χρόνου απόκρισης, της υψηλής αξιοπιστίας και της ευκολίας λειτουργίας της. Η ανάπτυξή του έχει επηρεαστεί σημαντικά από τις εξελίξεις στις τεχνολογίες αισθητήρων, ηλεκτρονικών και μικροϋπολογιστών. Μια εφαρμογή των χυτών μαγνητών Alnico είναι η χρήση τους στο ηλεκτρομαγνητικό σύστημα ηλεκτρονικών ζυγών.

Βασική Αρχή

Η λειτουργία μιας ηλεκτρονικής ισορροπίας βασίζεται στην ισορροπία μεταξύ ηλεκτρομαγνητικής δύναμης και βαρύτητας. Τα κύρια εξαρτήματά του περιλαμβάνουν ένα τροφοδοτικό, έναν μορφοτροπέα ισορροπίας ηλεκτρομαγνητικής δύναμης, έναν φωτοηλεκτρικό αισθητήρα, ένα πληκτρολόγιο, μια οθόνη και ένα κύκλωμα ελέγχου.

Σε κατάσταση χωρίς φορτίο, ο μορφοτροπέας ισορροπίας ηλεκτρομαγνητικής δύναμης παραμένει ισορροπημένος. Όταν ένα αντικείμενο τοποθετείται στην ισορροπία, η θέση του κινούμενου πηνίου μετατοπίζεται, αλλοιώνοντας την ένταση φωτός που ανιχνεύεται από το φωτοευαίσθητο στοιχείο. Αυτή η αλλαγή επηρεάζει το ρεύμα εξόδου, το οποίο επεξεργάζεται ο μικροεπεξεργαστής. Ο μικροεπεξεργαστής ρυθμίζει το ρεύμα στο κινούμενο πηνίο, επαναφέροντας τον μορφοτροπέα στην αρχική του θέση. Ταυτόχρονα, ο μικροεπεξεργαστής μετατρέπει την τρέχουσα μεταβολή σε ψηφιακό σήμα, εμφανίζοντας γρήγορα τη μάζα του αντικειμένου.

Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη FFF που δημιουργείται από το κινούμενο πηνίο είναι ίση με τη βαρυτική δύναμη του αντικειμένου, η οποία μπορεί να εκφραστεί ως:

όπου mmm είναι η μάζα του αντικειμένου και ggg είναι η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας. Η εξίσωση δύναμης περιλαμβάνει επίσης τη μαγνητική επαγωγή BBB, τη γωνία θ\θήταθ μεταξύ του ηλεκτρισμένου αγωγού και του μαγνητικού πεδίου και το πραγματικό μήκος LLL και το ρεύμα III του κινούμενου πηνίου. Συγκεκριμένα, sin⁡θ=1\sin \theta=1sinθ=1, απλοποιώντας την έκφραση.

Πηγές Σφάλματος

Διάφοροι παράγοντες μπορούν να οδηγήσουν σε σφάλματα στα ηλεκτρονικά ισοζύγια:

Παραλλαγές Βαρυτικής Επιτάχυνσης:Οι διαφορές στην τοπική βαρυτική επιτάχυνση μπορούν να επηρεάσουν τις μετρήσεις.

Αλλαγές θερμοκρασίας:Οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας, που προκαλούνται από τις συνθήκες περιβάλλοντος ή από ένα στοιχείο υπερθέρμανσης, μπορεί να επηρεάσουν την απόδοση. Η προθέρμανση του ζυγού πριν από τη χρήση επιτρέπει στον μαγνήτη να φτάσει σε θερμική ισορροπία, μειώνοντας τα σφάλματα που σχετίζονται με τη θερμοκρασία.

Μαγνήτες και συναρμολόγηση Ηλεκτρονικού Ζυγού

Για την ελαχιστοποίηση των σφαλμάτων που προκαλούνται από τη θερμοκρασία, προτιμώνται μαγνήτες με συντελεστή χαμηλής θερμοκρασίας.Μαγνήτες κοβαλτίου Samariumπροσφέρουν εξαιρετική θερμική σταθερότητα και υποστηρίζουν ένα ευρύ φάσμα μετρήσεων, αλλά είναι ακριβά. Στις περισσότερες περιπτώσεις,χυτοί μαγνήτες Alnicoαποτελούν τη βέλτιστη επιλογή για ηλεκτρονικές ισορροπίες λόγω της οικονομικής τους απόδοσης και της αξιόπιστης απόδοσής τους.