【摘 要】
：
称重技术作为一种重要的测量手段广泛应用在人们的日常生活中,其中质量是衡量物体物质含量的一个重要参数,而天平是质量量值传递不可缺少的测量仪器。传统电子秤在使用过程中,机械结构之间不但存在摩擦力导致称重系统存在称量误差、零部件之间产生磨损,同时存在结构比较复杂等问题。磁悬浮技术具有无摩擦、无污染、噪声小等优点,本文将磁悬浮技术应用在电子天平系统中,提出一种基于磁悬浮原理的电子天平设计方案,主要研究内容
论文部分内容阅读
称重技术作为一种重要的测量手段广泛应用在人们的日常生活中,其中质量是衡量物体物质含量的一个重要参数,而天平是质量量值传递不可缺少的测量仪器。传统电子秤在使用过程中,机械结构之间不但存在摩擦力导致称重系统存在称量误差、零部件之间产生磨损,同时存在结构比较复杂等问题。磁悬浮技术具有无摩擦、无污染、噪声小等优点,本文将磁悬浮技术应用在电子天平系统中,提出一种基于磁悬浮原理的电子天平设计方案,主要研究内容及成果如下:（1）针对传统电子秤结构中存在不可避免的摩擦力,导致设备使用寿命降低等问题提出了一种基于磁悬浮技术的电子天平称重系统。分析上拉式和排斥型磁悬浮系统的基本结构和工作原理,建立上拉式磁悬浮系统结构的动力学方程,对电磁永磁混合体结构进行分析,发现当排斥型磁悬浮系统中悬浮间隙一定时,浮子所受排斥力主要由永磁铁提供,可以有效减少系统的能耗;当系统受到扰动不稳定时,水平方向可通过电磁线圈进行微调,保证系统的稳定性。（2）利用MATLAB PDE（Partial Differential Equation,偏微分方程）工具箱对排斥型系统结构中永磁环的磁力线进行了仿真,使用Ansoft Maxwell软件对磁悬浮浮子的磁力线及排斥型磁悬浮结构进行建模和仿真,得到了磁悬浮系统结构中几何参数对浮子所受悬浮力的影响曲线。以仿真结果作为参考,确定了排斥型磁悬浮系统中浮子和永磁铁的结构参数值。（3）实现了磁悬浮电子天平系统的硬件设计。本系统利用Arduino UNO作为控制板,选用霍尔位移传感器对磁悬浮浮子的位置进行检测,利用LM324模块对输出信号进行放大处理,通过示波器测量输出电压波形发现浮子能稳定在一定范围内波动,即X轴高低电平值分别为2.66 V和2.12 V,Y轴高低电平为2.64V和1.52 V;设计了系统的驱动电路,根据主控板输出信号控制通过电磁线圈的电流;通过检测悬浮浮子在竖直方向的位移,单片机根据霍尔输出电压进行相关计算将被测物体的重量通过OLED（Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管）进行显示。（4）实现了磁悬浮电子天平系统的软件设计。系统软件主要包括磁悬浮系统控制软件、位移检测及OLED显示三个部分,均在Arduino IDE（Integrated Development Environment,集成开发环境）环境下进行编译,有效提高编程的效率。（5）对磁悬浮系统和称重系统两个部分进行调试,通过测量多组不同重量的被测物体对应的电压值,得到电压—质量关系式,通过检测未知重量物体对应的电压值,实现物体重量的测量,本系统测量范围为0～15 g。
其他文献
受高含砂、高含水、强腐蚀性介质的影响,海上采油平台液压抽油机的柱塞泵、泵筒、转子等薄壁部件（40Cr钢）极易出现如磨损、腐蚀等表面失效问题,这严重影响油田开发。因此,为了提高使用寿命和降低再制造成本,对薄壁部件表面硬度、耐磨和耐蚀等性能提出了更高要求。目前,能源企业采用的表面强化方式主要为渗碳、热喷涂和电沉积等传统改性技术。但是,上述技术分别存在如强化层厚度低、结合强度低和加工速率低等缺点。为此,
基于金属氧化物和过渡金属硫化物的电阻型氨气传感器,因其体积小、灵敏度高、能耗低等优点,受到人们的关注。以金属氧化物（MOXs）为敏感材料的气体传感器,具备了良好的长期稳定性,但需要较高的工作温度;而基于过渡金属硫化物（TMDs）的传感器可在室温下工作,却表现出较差的可重复性和抗干扰能力。为了开发一种高性能的室温氨气传感器,本工作研究了二硫化钨（WS2）与氧化铜（Cu O）的可控制备方法,并测试了基
钛及其合金具有非常优异的性能,强度高,耐蚀性好,生物相容性好,这些特性使其在航空航天和生物医疗等领域得到广泛应用。但是钛合金的硬度低,耐磨性能较差,极大限制了钛合金在耐磨环境中的应用。氮化钛作为钛合金的重要强化相,具有高硬度和优异的耐磨性,在钛合金表面制备氮化钛,可以提高钛合金的耐磨性能。激光气体氮化是当前改善钛合金材料摩擦性能差的最有前途的表面改性技术之一。飞秒激光高重复频率下基于热累计效应的重
对新材料加工技术和加工机理的研究是推广新材料应用的重要基础。钛合金材料具有高强度、高耐热、高耐腐蚀等优越性能,在航空、医疗、化工等领域有着广泛应用。由于塑性和导热性较差,易产生加工硬化,因此钛合金的切削加工性较差。在金属切削加工研究领域,刀具磨损快、加工表面质量差已经成为钛合金的标签。经过人们长期的探索研究,钛合金的切削加工技术已取得阶段性的成果。但随着材料技术的发展,出现了更多性能特殊的新型钛合
目的 分析中国儿童青少年近视防控政策，为儿童青少年近视防控领域政策制定及优化提供参考。方法 基于政策工具理论，采用内容分析法，构建“政策工具—政策对象”二维框架，对中国中央政府层面发布的与儿童青少年近视防控密切相关的43份政策文件进行量化分析。结果 从政策工具维度看，环境型政策工具使用较多（48.36%）,供给型工具（26.39%）和需求型工具（25.25%）使用频次接近。从政策对象维度看，中国儿
随着航空航天工业的不断发展,发动机需要更高的效率和推重比,发动机燃烧室工作温度的提升使发动机叶片上热障涂层的性能受到更大的挑战。稀土锆酸盐Gd2Zr2O7具有高温相稳定性好、导热系数低、热膨胀系数高等一系列优点,是下一代热障涂层的热门候选。在高温下,Gd2Zr2O7能与CMAS发生热化学反应,生成磷灰石相,从而阻隔CMAS的进一步渗透。然而,EB-PVD制备的锆酸钆柱状晶之间存在着数个微米的间隙,
超级电容器因为具有快的充放电速率,高的功率密度以及优异的循环稳定性被认为是下一代能源储能设备的理想选择,其中电极材料是决定超级电容器性能的关键因素,而目前碳材料存在比电容和能量密度不够高的问题。为了获得性能优异的电极材料,本文以储量丰富和含碳量高的无烟煤作为碳前驱体制备活性炭,对活性炭进行界面修饰和金属负载,得到了具有优异电化学性能的复合材料。采用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、扫描
＜正＞ 星际分子,特别是星际有机分子,是六十年代天文学上重大发现之一。十多年来,分子天文学有了很大进展。它给天体物理学、射电天文学增加了许多新的内容,成为一门范围广泛的新学科。
《综合防控儿童青少年近视实施方案》实施以来，家庭防控儿童青少年近视工作成为我们关注的焦点。通过问卷调查，发现了家庭防控儿童青少年近视存在的主要问题，探究了问题的成因，并为解决这些问题提供了一定的策略，以期实现全国儿童青少年新发近视率明显下降，儿童青少年视力健康整体水平显著提升的目标。