电磁测力系统研究

葛 锐 王小三 孙凤举 崔忠亮

(1.浙江省计量科学研究院，杭州310018；2.北京航天计量测试技术研究所，北京100076)

1 引 言

电磁测力系统是利用通电线圈在磁场中受力的原理进行测力的系统，广泛应用于电子天平、电磁天平中，用于完成测量点受力的测量。在工程应用中，电磁测力系统所测力值与通电线圈中的电流强度成正比，测量线圈中的电流强度可与电磁力大小建立联系。

德国Sartorius公司、瑞士METTLER TOLEDO公司的电磁测力系统产品已经商业化，分辨力达到0.1μg，处于国际领先水平，其研究内容属于技术秘密，较少见到相关报道。国内相关研究较少，仍处于原理性应用阶段。一般来说，国内电磁测力系统的测量范围在100g到10kg不等，分辨力在0.1mg到1g不等。

介绍一套电磁测力系统，该对磁感应强度和通电线圈的长度保持为常量的条件下进行研究，可以提高电磁测力系统准确度。

2 电磁测力系统

电磁测力系统基本构成主要由杠杆支点、杠杆横梁、永磁体构成的磁场及通电线圈组成的力矩器以及速度变换器、位移传感器、数采系统等组成[1]，如图1所示。电磁测力系统的测量原理为

图1 电磁测力系统基本构成示意图Fig.1 Schematic diagram of electromagnetic force measuring system

F=BIL

(1)

式中：F──通电线圈在磁场中受力，N；B──磁感应强度，T；I──通电线圈中的电流强度，A；L──通电线圈的长度，m。

当有不平衡力作用在杠杆上时，杠杆绕支点旋转，位移传感器测量出杠杆横梁的偏转角度，输出电流，进入放大器。与此同时，横梁偏摆，在永磁体构成的磁场中，线圈切割磁力线，参数电……