电磁平衡传感器工作原理

　　 电磁力平衡传感器主要应用在电子天平上，电子天平的重要特点是在测量被测物体的质量时不用测量砝码的重力，而是采用电磁力与被测物体的重力相平衡的原理来测量的。秤盘通过支架连杆与线圈连接，在称量范围内，当被测重物的重力mg通过连杆支架作用于线圈上，方向向上，这时在磁场中若有电流通过，线圈将产生一个电磁力F，可用下式表示：

　　 F=KBLI

　　 其中K为常数（与使用单位有关），B为磁感应强度，L为线圈导线的长度，I为通过线圈导线的电流强度。电磁力F和秤盘上被测物体重力mg大小相等、方向相反而达到平衡，同时在弹性簧片的作用下使秤盘支架回复到原来的位置。即

　　 F=KBLI=mg

　　 由上式可知，处在磁场中的通电线圈，流经其内部的电流I与被测物体的质量成正比，只要测出电流I即可知道物体的质量m。

　　 任何一个平衡控制系统为了进一步提高其精度，需要加闭环控制系统，如图1所示。

　　 若被称物加重，天平则产生不平衡状态，通过光电检测器检测到线圈在磁钢中的瞬态位移，经前置放大器和PID调节器产生一个变化量输出，然后于固定的锯齿波比较，使调宽脉冲加宽，再用该调宽脉冲控制电流开关，使电流减小，而恒流源是固定不变的，从而使流经线圈的电流增大，这样使电磁力增大并与被测物相抵消从而达到新的平衡状态。