מגנט איזון אלקטרוני

מאזן אלקטרוני

מאזן אלקטרוני הוא מכשיר מדויק ביותר למדידת מסה, בשימוש נרחב בבתי ספר, מעבדות ומפעלים בשל הדיוק, זמן התגובה המהיר, האמינות הגבוהה וקלות התפעול שלו. התפתחותו הושפעה באופן משמעותי מההתקדמות בטכנולוגיות חיישנים, אלקטרוניים ומיקרו-מחשבים. יישום אחד של מגנטים יצוקים של אלניקו הוא השימוש שלהם במערכת האלקטרומגנטית של מאזנים אלקטרוניים.

עקרון בסיסי

פעולתו של מאזן אלקטרוני מבוססת על שיווי המשקל בין כוח אלקטרומגנטי לכוח הכבידה. מרכיביו העיקריים כוללים ספק כוח, מתמר שיווי משקל בכוח אלקטרומגנטי, חיישן פוטואלקטרי, מקלדת, תצוגה ומעגל בקרה.

במצב ללא עומס, מתמר שיווי משקל הכוח האלקטרומגנטי נשאר מאוזן. כאשר חפץ מונח על האיזון, המיקום של הסליל הנע משתנה, משנה את עוצמת האור שזוהה על ידי האלמנט הרגיש לאור. שינוי זה משפיע על זרם המוצא, אשר מעובד על ידי המיקרו-מעבד. המיקרו-מעבד מכוון את הזרם בסליל הנע, ומחזיר את המתמר למקומו המקורי. במקביל, המיקרו-מעבד ממיר את הווריאציה הנוכחית לאות דיגיטלי, ומציג במהירות את מסת האובייקט.

הכוח האלקטרומגנטי FFF שנוצר על ידי הסליל הנע שווה לכוח הכבידה של העצם, שניתן לבטא כך:

כאשר mmm היא מסת העצם, ו-ggg היא התאוצה עקב כוח הכבידה. משוואת הכוח כוללת גם את האינדוקציה המגנטית BBB, את הזווית θ\thetaθ בין המוליך המחושמל לשדה המגנטי, ואת האורך האפקטיבי LLL והזרם III של הסליל הנע. יש לציין, sin⁡θ=1\sin \theta=1sinθ=1, המפשט את הביטוי.

מקורות שגיאה

מספר גורמים יכולים להוביל לשגיאות במאזנים אלקטרוניים:

וריאציות של האצת כבידה:הבדלים בתאוצת הכבידה המקומית יכולים להשפיע על המדידות.

שינויי טמפרטורה:תנודות בטמפרטורה, הנגרמות על ידי תנאי הסביבה או אלמנט זרם יתר מחומם יתר על המידה, עלולות להשפיע על הביצועים. חימום מוקדם של המאזן לפני השימוש מאפשר למגנט להגיע לשיווי משקל תרמי, ומפחית שגיאות הקשורות לטמפרטורה.

מגנטים והרכבה של איזון אלקטרוני

כדי למזער שגיאות הנגרמות על ידי טמפרטורה, מעדיפים מגנטים עם מקדם טמפרטורה נמוך.מגנטים מקובלט של סמרוםמציעים יציבות תרמית יוצאת דופן ותומכים בטווח מדידה רחב, אך הם יקרים. ברוב המקרים,מגנטים יצוקים של אלניקוהם הבחירה האופטימלית עבור מאזנים אלקטרוניים בשל עלות-תועלת וביצועים אמינים.