电子天平在制药行业中的应用

　　电子天平在制药行业中的应用

　　近年来，随着电子技术的高速发展，电子天平在制药行业的各个生产环节大量应用。它比起传统机械天平，具有精度高、称量快速、使用方便的优点。但在日常使用中，也会出现各种各样的故障。我在处理这些故障的过程中积累了一些经验，愿在此与大家进行交流与探讨。

　　1电子天平结构和测量原理

　　(1)结构:如图1所示。电子天平通常由带有弹性的矩形框架(即罗伯威尔机构)和带有反馈线圈的磁钢组成。矩形框架的水平方向有两根上下对称的由弹性簧片和簧架组成的横梁，垂直方向有带有弹性的称重杆和与称重杆相对应的固定边。整个机构穿过磁钢，并与磁钢合为一体组成电子天平传感器。称重杆的上端既与线圈架相连，又与挡光板相连。挡光板的两侧分别固定着光电传感器的发光管与接收管。接收管通过挡光板接收由另一侧发光二极管发出的红外线。

　　(2)测量原理:采用闭环式电磁力平衡原理。在称盘上放重物后，天平的罗伯威尔机构发生变形，使得称重杆及线圈向下移动，称重杆上的挡光板向上移动。挡光板的位移使得光电传感器接收管接收到的光线量发生变化，因而有mV电压输出。此mV电压经一系列测量电路转换为反馈线圈中的电流。根据左手定则，在磁场中有电流流过的线圈将产生电磁力。假设线圈电流的方向和磁场方向如图1所示，则电磁力F的方向向上。这一电磁力与称盘上物体的重力相平衡，在弹性簧片的作用下，使称盘支架回到原来的平衡位置。

　　2原理框图

　　如图2所示。

　　3主要测量电路

　　3.1光电传感器

　　光电传感器由红外发光二极管LEDI和接收管组成，接收管型号为M以1一ZX13。当接收管接收到的红外线有变化时，其V端有mV电压输出。

　　3.2前里放大和Pn)调节电路

　　如图3前置放大和PID调节共用一个运算放大器LF353P。前置放大由LF353P的5、6、7组成，输人端v;接光电传感器的输出信号。前置放大器是一个电压跟随器，起缓冲的作用。RZ、R;为比例电阻，c3为微分电容，C;为积分电容，它们和LF353P的2、3、1一起构成PID调节电路。该电路的作用是使系统在不平衡的状态下达到快速动态平衡，保证称量结果准确。

　　3.3功放和线圈伺服电路

　　如图4，采用二级联放电路，输人信号由场效应管T，栅极接入，vo为图3输出:Tl导通后，功放管T:导通，15V电源经线圈L，TZ，电阻R7、RS人地，L中有反馈电流产生，这一电流与称盘上的重量成正比。电流经凡、R:转换成取样电压输出给A/D转换器，进行数字显示。