溯源至普朗克常數(shù)的能量天平法由于懸掛系統(tǒng)的初始位姿不理想,電磁力與砝碼重力之間很難達到理想的平衡狀態(tài),總會不可避免地產(chǎn)生水平力與轉(zhuǎn)矩,進而引起準(zhǔn)直誤差。立足于能量天平懸掛系統(tǒng)的準(zhǔn)直誤差的產(chǎn)生機理,結(jié)合能量天平懸掛系統(tǒng)的力學(xué)和電磁學(xué)特性,分析并建立懸掛系統(tǒng)初始位姿與寄生位移之間的數(shù)學(xué)模型,為準(zhǔn)直誤差的抑制奠定理論基礎(chǔ)。 

【文章來源】：計量學(xué)報. 2020,41(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

懸掛線圈水平力示意圖

當(dāng)懸掛線圈與激勵線圈不理想同軸時，懸掛線圈受到的垂直作用力Fz不作用在懸掛線圈的重心上。此時懸掛線圈在激勵磁場中的相對位置示意圖如圖2所示。根據(jù)圖2中的幾何關(guān)系，當(dāng)懸掛線圈產(chǎn)生偏心e時，懸掛線圈上的某點至O的距離可以表示為:

由于懸掛線圈是通過柔性鉸鏈自由懸掛在質(zhì)量比較器下方，因此當(dāng)懸掛線圈因為初始姿態(tài)偏斜而受到水平力時，懸掛線圈會產(chǎn)生沿著單擺軌跡的橫向運動，進而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩與水平力的連鎖耦合。當(dāng)懸掛線圈最終達到力平衡狀態(tài)時，線圈的平衡位姿與初始位姿必然密切相關(guān)。如圖3所示。圖3中Fe為電磁力，F(xiàn)e,z、Fe,x分別為電磁力在z軸和x軸的分量，ms為懸掛線圈的質(zhì)量。當(dāng)懸掛線圈受到向下的電磁力且初始姿態(tài)與水平面存在夾角α?xí)r，該線圈最終會平衡在線圈連桿與豎直方向夾角為θ的位置上。電磁力的大小與被測砝碼重力的大小相同[15]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]論新國際單位制（SI）的“秒制”特征及其未來發(fā)展[J]. 宋明順,方興華,馬愛文,吳增源.  計量學(xué)報. 2019(04)
[2]能量天平水平安培力與電磁轉(zhuǎn)矩引起對準(zhǔn)能量誤差的評估[J]. 曾濤,魯云峰,李正坤,張鐘華,陳樂,陳小明.  計量學(xué)報. 2018(06)



本文編號：3099061