磁秤：可以称重的磁场秤

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我不吃胡萝卜发布于 2015-06-18 18:33

如果天平不用弹簧，而是用某种更加飘忽不定的力量——比如说....磁场？听起来很COOL，今天就把他变成了现实。不过略有不足的是我忽视了永磁体磁场强度与距离的非线性关系，使得刻度盘上的标尺间距并不均匀。不过在最后我会公布关于这个问题的解决方法。READY？

Step 1： 1 工具和材料

● 剪刀

● 起子

● 笔

○ 永磁体×2

○ Meccano玩具（带孔的角钢条也行，可在建材店买到）若干

○ 螺丝和螺母若干，用来固定那些钢条

○ 塑料盖，用来做托盘的

○ 方格纸

○ 硬纸板或者塑料板

○ 细铁丝和细线

○ 图钉若干

○ 硬币一组

Step 2： 2 开工吧！先把一切组装起来

上面分别为：标尺部分、秤轴的部分、托盘部分、整体的结构和磁铁的部分

总之如图所示把所有部件组装起来——当然，动手动脑能力强的同学也可以做得和我这个完全不同。不过你最好要调整出一个和磁铁相距最大的角度来。

Step 3： 3 精确的标记！制作刻度盘

● 作为一个天平，刻度是不能缺少的，所以我们需要在方格纸上标出标度。这并不难理解：一般图钉重是0.25克，而我们正好可以用它来确定硬币的重量。

● 这里使用了一套全新的新西兰硬币，大小合适，10分硬币重3.3克，20分硬币重4克，50分硬币重5克。

● 利用已知的这些重量在天平的标尺盘上画出刻度线，并标好重量值，天平的刻度盘就大功告成了。

● 这架天平可是个高灵敏度的家伙！灵敏度接近1克，所以重量超过10克之后磁铁就相碰了。

Step 4： 4 尽善尽美！不足之处还得改进

● 由于磁场强度的变化和距离之间并不是线性的而是指数型的关系，因而就有必要为了刻度的均匀而进行一些改进了。这里提出的想法是，利用长螺线管所获得的匀强磁场。只要在螺线管的内部，磁场的作用力就会是恒定的，这样，之前的关系就会是线性的了。采用螺线管另一个优点是，我们可以通过调节通过螺线管的电流强度来调节其磁场强度，从而调整天平的灵敏度。看看上面的示意图吧。