科恩水分测定电子天平的工作原理

   水分测定电子天平主要由红外烘箱、温度传感器、PID温度控制、信号调理电路、电磁力平衡机构、A/D转换器、单片机、LCD显示器、打印与通讯接口等部分组成。

    整个水分测定过程由单片机控制。红外烘干箱内的温度传感器1将温度信号送入单片机,单片机根据键盘设定温度及实测温度,通过PID控温电路实现 对烘箱的控温。同时经光电转换及电阻采样,电磁力平衡传感器将被测试样质量转换为电信号,并通过信号调理电路后送入A/D转换器。由单片机给出显示、 打印或向上位机输出测量结果。

　　水分测定电子天平称量范围0~100 g,感量为0·001 g,允许误差为0·002 g。质量称量原理为:秤盘加载前,磁力平衡传感器处于平衡状态,发光二极管D1的光被遮光片*挡住,光敏电池D2的输出电压为0。秤盘加载后,电磁力平 衡传感器的可动部分带动遮光片发生位移,从而使光敏电池D2产生电压输出信号,该电压信号经PID调节,产生一个逐渐增大的电流I并流经动圈及取样电阻。 载流动圈在永磁体的磁场作用下,将产生向上的力F,使电磁力平衡传感器的可动部分向上移动,力F逐渐增大直至可动部分回到初始平衡的位置,光敏电池D2的 输出电压为0。此时,电流I正比于被称试样质量m,B为永磁体气隙中的磁感应强度;L为动圈的导线长度;g为重力加速度。在对试样的红外加热期间,水分测定电子天平每隔5秒测量并记录试样质量。若连续10次测量结果相差小于0·005 g,则认为达到恒重状态,此时停止对试样的烘干,计算输出试样水分百分比含量。