0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

如何制作一个简易的磁力秤?

454398 来源:未知 作者:工程师吴畏 2018-08-03 15:13 次阅读

我们在中学物理里学过,秤的本质是测量力的,称量一个物体,其实是在测量这个物体所受的重力。

秤的原理都是用一个已知的力来测量未知的力。例如传统的测量工具天平,就是用已知重量的砝码(已知砝码的重力),去测量未知重量的物体。我国民间使用的杆秤,则在天平的基础上加上了杠杆原理。家用的弹簧秤、测量体重的磅秤,都是利用弹簧弹性形变时产生的力。

明白了秤的原理,我们发现其实可以利用很多不同形式的力来制作一台秤,例如下面这个科技小制作,就是利用了磁铁同性相斥的排斥力。

下面是这台磁力秤:

这是外国朋友的作品,他利用了一种组合玩具来做秤的骨架。我没发现国内有类似的玩具,所以呢,我们要仿制的话,恐怕需要一定的木工工作了。

原理很简单啦,其实就是一个不等臂的天平,左臂向上倾斜,右臂水平,二者中间有转轴。在倾斜臂的一侧,安装有一块磁铁,这块磁铁与固定在秤底座支架上的另一块磁铁极性相同,因此受到磁场的排斥力。

向秤盘里添加重物,杠杆就会向左侧倾斜,左臂上的磁铁向右下移动,两块磁铁之间的距离变小,排斥力增加,当磁场的排斥力与重物的重力相抵消之后,达到平衡状态,杠杆停在一个角度不动了。观察右侧水平杠杆向上(也就是逆时针)转动的角度,对照刻度盘,就能够读出重物的重量,从而达到测量的目的。

这是转轴部分:

这是磁铁部分:

这是右侧杠杆臂与刻度盘部分。

下面讲一下秤的标定。在使用工厂生产出来的秤的时候,我们通过刻度盘的读数来读取被测量物体的重量。但是因为这台秤是我们自己制造的,因此需要我们自己去确定刻度,也就是标定一台新秤,否则它是无法使用的。

要标定一台秤,就需要利用已知重量的砝码,这位外国朋友利用了这种图钉做砝码,他通过测量得知,这种图钉恰好是0.25克1个。

先在刻度盘上与右臂上缘平齐画一条线,因为这时左侧秤盘里没有任何重物,因此我们把这条线标定为0克。然后往秤盘里加一个图钉,那么秤的右臂会向上(逆时针)旋转一定角度,在刻度盘上再沿着右臂上缘画一条线,因为1个图钉重0.25克,因此这条线就标定为0.25克。

依次增加砝码也就是图钉的数量,依次在刻度盘上增加标定数值,最终得到如下的刻度盘:

可以看出,这台秤的最大测量范围是10克,最小刻度是0.25克(因为标定的砝码最小是0.25克)。

通过刻度盘还可以看出,这台秤的度数不是线性的。什么叫线性?仔细观察普通的磅秤、杆秤、弹簧秤的刻度盘,你会发现刻度值是均匀的,也就是1公斤到2公斤两个刻度之间的长度,与2公斤到3公斤之间的长度是相等的。但是这台秤的刻度表不是这样的,0克到1克与1克到2克之间杠杆转过的角度是不一样的,这就叫做非线性。这是由磁场排斥力的特点决定的,就像弹簧秤是由弹簧拉力的特性决定的一样(弹簧拉力符合胡克定律,中学物理里有讲到)。

因为刻度盘不是线性的,会造成度数困难,因此作者试图对这台磁力秤加以改进。他设计了下面的结构,试图得到线性的刻度。

但是请注意,上面这个图有原理性的错误。他用弧形螺线管来代替固定的永久磁铁,因为螺线管内部中心位置的磁场是近似均匀的,且中心弧线上任意两点的磁场强度是近似相等的,因此,移动磁铁受到的力是不变的,而我们希望这个力是线性变化的!所以,按照上面那个设计图,不可能造出一台与上面那台磁力秤类似的,通过杠杆偏转读数的秤来。但是可以造出一台电子秤来,至于为什么,我就不详细分析了,因为太多的理论分析,会把大家搞糊涂的。大家如果要模仿的话,就照那台成功的实物来模仿吧,虽然刻度盘不是线性的,但至少能够使用!

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 磁铁
    +关注

    关注

    0

    文章

    94

    浏览量

    13432
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    如何制作简易声控LED

    今天给大家分享如何制作简易声控LED等。
    发表于 09-19 11:44 3074次阅读

    制作简易电子控制器

    制作简易控制器,最好是深圳的朋友帮忙设计解决,酬劳面议,谢谢。我的联系方式QQ:439508429,越快越好。
    发表于 12-05 09:51

    2016ti简易电子

    2016ti杯简易电子的程序,万分感谢
    发表于 03-12 11:09

    如何制作简易的电机驱动电路?

    如何制作简易的电机驱动电路?
    发表于 06-15 07:38

    简易电子

    以及去皮功能。此外,本设计还具有界面切换、个体选择功能。通过些简单低成本的元器件就完成了功能齐全的电子制作,将传统电子
    发表于 07-09 18:46

    如何去制作简易的计算器

    如何去制作简易的计算器?简易的计算器有何功能?
    发表于 09-27 08:44

    如何去制作基于STM32的简易示波器呢

    如何去制作基于STM32的简易示波器呢?基于STM32的简易示波器有何功能呢?
    发表于 11-12 07:07

    如何制作简易的电路特性测试仪?

    如何制作简易的电路特性测试仪?
    发表于 01-26 08:03

    怎样去设计基于MSP430G2553的简易电子

    传感器课程设计,基于MSP430G2553 的简易电子。以MSP430 单片机作为控制核心,采用电阻应变片称重传感器采集模拟信号,完成了信号放大与处理电路设计,经单片机自带10 位AD 进行模数
    发表于 02-15 07:05

    电子设计与制作解析

    本文主要介绍了电子设计与制作解析.析
    发表于 06-26 08:00 154次下载
    电子<b class='flag-5'>秤</b>设计与<b class='flag-5'>制作</b>解析

    如何制作简易的显微镜?

    我用手边容易找到的材料自制了简易的显微镜。
    的头像 发表于 08-04 11:09 8.1w次阅读

    如何制作简易磁力搅拌器?

    这是磁力搅拌器的样子,把装在烧杯里的液体放在上面,通电以后就会自动搅拌。
    的头像 发表于 08-06 16:51 2.8w次阅读

    如何制作简易又实用的吸锡器?

    如何制作简易又实用的吸锡器?
    的头像 发表于 08-14 16:23 3w次阅读

    制作简易发电机

    制作简易低功率的发电机是非常有趣的科学项目,也算是将我们初中学的电磁学原理学以致用,起来看看如何DIY
    的头像 发表于 03-26 15:31 11.9w次阅读

    简易电子的设计方案详细资料说明

    本文档的主要内容详细介绍的是简易电子的设计方案详细资料说明。利用:电阻应变传感器、INA163集成运放、ICL7106三位半LED显示A/D转换器。设计简单的电子
    发表于 03-29 08:00 45次下载
    <b class='flag-5'>简易</b>电子<b class='flag-5'>秤</b>的设计方案详细资料说明