科恩水分測定電子天平的工作原理

   水分測定電子天平主要由紅外烘箱、溫度傳感器、PID溫度控制、信號調(diào)理電路、電磁力平衡機構(gòu)、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機、LCD顯示器、打印與通訊接口等部分組成。

    整個水分測定過程由單片機控制。紅外烘干箱內(nèi)的溫度傳感器1將溫度信號送入單片機,單片機根據(jù)鍵盤設(shè)定溫度及實測溫度,通過PID控溫電路實現(xiàn) 對烘箱的控溫。同時經(jīng)光電轉(zhuǎn)換及電阻采樣,電磁力平衡傳感器將被測試樣質(zhì)量轉(zhuǎn)換為電信號,并通過信號調(diào)理電路后送入A/D轉(zhuǎn)換器。由單片機給出顯示、 打印或向上位機輸出測量結(jié)果。

　　水分測定電子天平稱量范圍0~100 g,感量為0·001 g,允許誤差為0·002 g。質(zhì)量稱量原理為:秤盤加載前,磁力平衡傳感器處于平衡狀態(tài),發(fā)光二極管D1的光被遮光片*擋住,光敏電池D2的輸出電壓為0。秤盤加載后,電磁力平 衡傳感器的可動部分帶動遮光片發(fā)生位移,從而使光敏電池D2產(chǎn)生電壓輸出信號,該電壓信號經(jīng)PID調(diào)節(jié),產(chǎn)生一個逐漸增大的電流I并流經(jīng)動圈及取樣電阻。 載流動圈在永磁體的磁場作用下,將產(chǎn)生向上的力F,使電磁力平衡傳感器的可動部分向上移動,力F逐漸增大直至可動部分回到初始平衡的位置,光敏電池D2的 輸出電壓為0。此時,電流I正比于被稱試樣質(zhì)量m,B為永磁體氣隙中的磁感應(yīng)強度;L為動圈的導(dǎo)線長度;g為重力加速度。在對試樣的紅外加熱期間,水分測定電子天平每隔5秒測量并記錄試樣質(zhì)量。若連續(xù)10次測量結(jié)果相差小于0·005 g,則認(rèn)為達(dá)到恒重狀態(tài),此時停止對試樣的烘干,計算輸出試樣水分百分比含量。