Influence of the design features of electromagnetic force compensation balances on their metrological performance

This paper shows the basic design of the laboratory balances that operate according to the principle of electromagnetic force compensation. The study of factors adversely affecting the weighing accuracy was carried out. The effect of moisture sorption on weight change of the electromagnetic actuator of the coil was explored as well as the influence of the compliant joint geometry on the stiffness of a model parallelogram mechanism guiding the weighing pan of the balance. The change in mass of the coil was studied using the gravimetric method, and mechanism stiffness was analysed using the FEM method. It was found that the adsorption has a significant contribution in weight increase of the electromagnetic coil and the force resulting from the stiffness of the parallelogram system in the load of the weighing pan has also a significant contribution.

W pracy przedstawiono budowę elektronicznych wag laboratoryjnych działających zgodnie z zasadą elektromagnetycznej kompensacji siły. Dokonano analizy szkodliwych czynników wpływających na dokładność ważenia. Przeprowadzono badania wpływu sorpcji wilgoci na zmianę masy cewki siłownika elektromagnetycznego oraz wpływu geometrii podatnych łączników na sztywność modelowego mechanizmu równoległoboku prowadzącego szalkę wagi. Zmianę masy cewki analizowano metodą wagową, a sztywność mechanizmu równoległoboku analizowano, korzystając z metody MES. Stwierdzono istotny udział zjawiska adsorpcji w przyroście masy cewki oraz znaczący udział siły wynikającej ze sztywności układu równoległoboku w obciążeniu szalki wagi.