电子天平：基于电磁力平衡原理的高精度称量仪器

一、工作原理：电磁力平衡（Electromagnetic Force Compensation）

电子天平的核心工作原理是用电磁力来平衡被称物体的重力，从而实现**测量。

1. 基本结构组成

• 称量盘：放置被称物体。
• 传感器（称重单元）：核心部件，通常由电磁线圈、磁钢、位置检测器构成。
• 微处理器（MCU）：控制整个称量过程。
• 显示器：实时显示称量结果。

2. 工作过程

• 当物体放置在称量盘上时，其重力使称重传感器产生微小位移。
• 位置检测器（如光电传感器）立即检测到这一位移，并将信号传送给微处理器。
• 微处理器输出电流至电磁线圈，在线圈与磁钢之间产生一个向上的电磁力。
• 调节电流大小，使电磁力**等于物体的重力，恢复传感器至原始平衡位置。
• 此时，电流的大小与物体质量成正比，系统通过标定关系自动换算为质量值，并在显示屏上输出结果。

关键特点：整个过程无机械杠杆磨损，响应快，精度高。

二、电子天平的主要优势

三、电子天平的分类（按精度与用途）

四、关键性能指标

• 可读性（Readability）

显示器能读出的最小质量单位，如0.1mg、1mg。

• 量程（Capacity）

天平所能称量的最大质量值。

• 重复性（Repeatability）

在相同条件下多次称量同一物体，结果之间的一致性，反映稳定性。

• 线性（Linearity）

整个量程范围内称量结果的准确性一致性。

• 校准方式
  • 外部校准：使用标准砝码手动校准。

  
  

  • 内部校准：内置砝码，一键自动校准（常带“Cal”按钮）。

  
  

  
  

五、使用注意事项

• 水平调节：使用前必须通过水平泡调整天平至水平状态。
• 预热：开机后预热15–30分钟，确保传感器温度稳定。
• 防风防震：分析天平应置于防风罩内，避免气流和振动干扰。
• 清洁维护：定期清洁称盘和防风罩，避免污染影响精度。
• 避免超载：严禁超过最大量程，以免损坏传感器。

电子天平作为现代称量技术的代表，凭借其电磁力平衡原理，实现了对质量测量的性提升。它不仅是“称重量”的工具，更是科学实验准确性、生产过程可控性、产品质量一致性的保障。

无论是在精密实验室的毫克级称量，还是在工厂车间的批量配料中，电子天平均发挥着不可替代的作用。随着传感器技术、数字信号处理和智能化控制的不断进步，电子天平将继续向更高精度、更强稳定性、更智能操作的方向发展。