[发明专利]用于电子天平的动圈装置的磁罐

说明书

本发明涉及用于按照电磁补偿的原理工作的电子天平的动圈装置(10)的磁罐(20)，其包括：‑罐底(24)和从罐底(24)竖直地突起的罐壁(22)，以及‑在罐壁(22)以内与罐壁有环形间隙地布置的永磁结构(26)，该永磁结构具有布置在罐底侧的永磁体(261)和与该永磁体的背对罐底的面连接的极板(262)。本发明的特征在于，极板(262)通过不依赖于永磁体(261)的、与罐底(24)的刚性的机械连接部以与罐底有预定间距的方式固定，并且永磁体(261)不接触罐底(24)地与极板(262)的罐底侧的面粘接。

技术领域

本发明涉及一种用于按照电磁补偿的原理工作的用于电子天平的动圈装置的磁罐，其包括：

-罐底和从罐底竖直突起的罐壁，以及

-在罐壁以内与罐壁有环形间隙地布置的永磁结构，该永磁结构具有布置在罐底侧的永磁体和与该永磁体的背对罐底的面连接的极板。

背景技术

具有这种磁罐的动圈装置由DE 10 2010 013 764 B4公知。该文献虽然没有明确提及在该文献内公开的动圈装置用于按电磁补偿的原理工作的电子天平；但所公开的动圈装置仍然相应通常在电子天平中使用的类型。

本领域技术人员很久前就已知按照电磁补偿原理工作的电子天平，即所谓的EMK(电磁补偿)天平。EMK天平的作用原理在于，以如下方式防止通过有待称量的配重加负的杠杆系统的偏转，即，补偿性地对与杠杆系统连接的动圈装置的线圈通电，因而施加在杠杆系统上的重力和电磁力二者相互抵消。为此所需的也称为测量电流的线圈电流用作针对所需的补偿力的度量并且因此用作针对有待称量的重力的度量。

动圈装置由通常铰接在杠杆系统上的动圈和磁罐构成，磁罐通常紧固在牢固的基座上，基座以能相对杠杆系统运动的方式受支承。磁罐包括真正的罐和布置在罐中的永磁结构，其中，罐用作永磁结构的磁轭。永磁结构典型地由用永磁材料制成的永磁体和所谓的极板建造而成。极板用于均匀化磁场并且典型地由非永磁的、铁磁的材料构成。上述文献公开了这种磁罐的典型的结构，其中，永磁体直接布置在罐底上并且极板布置在永磁体的背对罐底的面上。

一方面是罐底与永磁体之间的连接以及另一方面是永磁体与极板之间的连接典型地通过在所提及的接口上的两个粘接结构完成，所述文献没有对连接的细节加以陈述。这在精密天平中可能会有问题。极板相对包围该极板的动圈的最小的位置变化已经导致了电磁的相互作用的改变以及因此导致了作用到杠杆系统上的补偿力的改变。极板的位置变化因此影响测量结果。经验教导，所有可在市场上购得的可以考虑用于一方面是永磁体与罐底之间的粘接以及另一方面是永磁体与极板之间的粘接的粘接剂，均倾向于吸收来自空气的湿气并且相应地溶胀。粘接间隙的宽度因此强烈地依赖于环境空气湿度。在磁罐的公知的结构中，两个粘接间隙的宽度变化相加成了极板相对罐底的位置改变。这如上文中所阐释那样，导致了测量结果受到与湿度相关的影响。这在精密测量中是无法接受的。

由JP H09-89 637 A已知一种类似的磁罐，在该磁罐中，极板和永磁体明确地在不使用粘接剂的情况下纯机械地固定在罐底上。这借助贯通极板和永磁体的中央的贯通开口实现，由非磁性的材料制成的栓穿过该贯通开口被带到罐底内的中央的螺纹钻孔中。无论是对经常极脆的磁性材料的钻孔还是其在拧固时的固定压紧力，均隐含了巨大的致损风险。

由JP 2006-189 330 A已知一种动圈装置，在该动圈装置中，动圈相对永磁结构的位置是能校正的，而不会因此影响杠杆系统的位置。这种布置虽然理论上适用于解决前述问题，但实践中却被证实不适用，这是因为一方面极板的微小的位置变化无法通过手动校正被足够精确地加以修正。此外，实践中不适用的是在每次称量之前执行这种精细的校正，但由于所阐释的不断变化的环境空气湿度的影响，这种校正对确保测量质量保持不变又是必需的。此外，发明人还识别到了另一个与粘接间隙的溶胀相关联的误差来源。因此在极板和动圈的相对定位不改变时，贯穿动圈的磁场的强度也与一方面是永磁体与罐底之间的间隙宽度以及另一方面是永磁体与极板之间的间隙宽度之和相关。对有效的磁场强度的这种影响无法通过前述的校正可能性消除。