电磁力平衡传感器的磁缸温度稳定控制方法研究

未温度补偿过的电磁力平衡传感器温度漂移达200×10-6 g/℃,远不能满足万分之一克及以上的电子分析天平计量性能要求。详细分析了电磁力平衡传感器磁缸温度变化对传感器输出的影响,根据传感器结构及热传递路径,设计了一种基于高精度数字温度传感器的温度检测模块;利用正弦波信号在线圈上做功发热但产生电磁力合力为零的特点,提出了一种基于脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)控制的电磁力平衡传感器磁缸温度稳定控制方法。该方法根据磁缸温度变化量以及加载物体质量大小,不断地调节PWM输出的占空比,控制正弦波信号导通时间,改变线圈的发热量,实时调节磁缸的热平衡。实验研究表明,基于电磁力平衡传感器的电子分析天平应用上述研究方法后,温度漂移降低至15×10-6 g/℃,有效地改善了传感器温度稳定性,大大降低了天平温度漂移补偿的难度。