当电流流过放置于永久磁场两极间的导体时,会产生电磁力与电流强度的大小成比例,测量电流强度就能得知导体受力的情况,为此加上一些辅助装置:能加放被称物的秤盘,控制磁场中导体位置的位置器,在线路上加一个电流调节器及测量电流的仪器,这样就成了一个简单的天平。
当秤盘上没有加放载荷时,电路中流过的电流正好使得处于同一水平位置的位置指示器的两个指针保持不动(该位置称为零位),此时测量仪器指示器的电流值与零位对应,为天平的零点。
当在秤盘上加放被称物后,称量系统下降,称量系统位置的变化清楚地显示在位置指示器上。为了使位置指示器指针恢复到零位,可通过调节电流调节器,使电路中流入更多的电流,直到位置指示器的两个指针又处于同一水平位置,这时测量仪器指示出了被称物与空载天平的电流差,而该电流差与秤盘上的被称物的质量成正比,将此电流差转化为电压,然后检测电压量,
电子天平采用了电磁力补偿平衡原理,实质也是一种杠杆平衡,只是在杠杆的一端采用了电磁力。
(1)当天平处于空称零位时,则产生的力矩M=m1×g×Ll、M右=F×L2,由于零位时天平达到平衡,则M左=M右。即m1 ×g×Ll= F×L2。
(2)当称盘上加载称物m2时,杠杆偏离零位,此时零位指示器有偏差信号产生,经过放 大器和调节器等一系列转换后,使线圈的电流I增大,电磁力矩右也将一起增大,杠杆回到原来平衡位置,即天平的零位,最终则使M左= M右,即m2 ×g×Ll= F×L2 ,最后把电信号处理成为数字信号,数显在显示屏上。从而得出以下重要结论:在磁场中通过线圈的电流强度 I与被称物体的质量m成正比。