Весы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 801394053 01 а 3/13 ГОСУДАРСТВЕНПО ДЕЛАМ ИЗОБ КОМИТЕТ СССЕКИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ Н д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ НИЯ лом фор- совон освыходе н мас- . аЩ 4104976/24-1011.05.8607.05,88. Бюл. У 17Одесский политехничес(21) (22) (46) (71) кий институт (72) Р. Г. Джагупов, С. Б, Иванод (811) и Максимино Пенья Матос (С 0) (53) 681.269 089,8) (56) Авторское свидетельство СССР У 1093907, кл. С 01 С 3/13, 1983,Авторское свидетельство СССРУ 231159, кл. 6 О 1 6 3/131967, (54) ВЕСЫ (57) Изобретение относится к весоизмерительной технике. Цель изобретения - повышение надежности и чув" ствительности весов. При возрастанииР уровня выходного напряжения цифроаналогового преобразователя 13 коромысло приходит в движение и, кактолько произойдет компенсация измеряемой силы, уровень сигнала с электрода 7 оказывается выше уровня сигналас электрода 8. На выходе устройства20 сравнения появляется потенциал логической "1", переводящий триггер 21в другое устойчивое состояние, в котором триггер 21 выходным сигназапрещает прохождение импульсовмирователя 16 через элемент 15падения на вход счетчика 14, итанавливается. Цифровой код насчетчика 1,4 прямо пропорционалесе взвешиваемого груза. 1 ил.Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть исполь, зовано для измерений небольших изменений массы в химических и аналитических лабораторияк.5Целью изобретения является повышение надежности и чувствительностивесов.На чертеже изображена схема весов. 10Весы состоят из весового элемента,, выполненного из двух биморфных пьезоэлементов 1 и 2 с разделенными наравные части металлизированными покрытиями (электродами) 3-8, жесткосвязанных с помощью кронштейна 9. Через геометрический центр кронштейна 9проходит ось 1 О качания коромысла,опирающаяся на опору 11,Консопьно закрепленный пьезоэлемент 12 расположен в зазоре между биморфными пьезоэлементами 1 и 2, Дляуправления уравновешиванием коромысласлужит цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 13.25Работой ЦАП 13 управляет счетчик14 импульсов на вход которого черезэлемент 15 совпадения поступают импульсы с Формирователя 6 импульсов.Они Формируются из переменного синусоидального напряжения генераторов17 переменного напряжения.К металлизированным покрытиям 7 и8 биморфных пьезоэлементов 1 и 2 подключены входы усилителей-детекторов18 и 19 соответственно, Выходы усилителей-детекторов 18 и 19 поданы наустройство 20 сравнения, которое управляет состоянием триггера 21. Запуск весов производится по сигналублока 22 запуска,Весы работают следующим образом.В исходном состоянии весовой элемент уравновешен на опоре 11.При взвешивании груз, воздействуяна весовой элемент, выводит его изсостояния равновесия, наклоняя левуюполовину весового элемента вниз, Посигналу блока 22 запуска триггер 21устанавливается в состояние, при котором своим выходным сигналом разре"шает прохождение прямоугольных импульсов формирования 16 через элемент 15 совпадения на вход счетчика14 импульсов. При этом на выходе соединенного со счетчиком 14 импульсов55ЦАП 13 появляется ступенчато возрастающее напряжение, под действием ко"торого происходит изгиб частей биморфных пьезоэлементови 2, заклЬ- ченных между электродами 3, 4 и 5, 6.В результате изгиба половины каж" дого биморфного пьезоэлемента 1 и 2 происходит укорочение его проекции на горизонтальную ось. При этом происходит уравновешивание веса груза за счет его перемещения и сокращения длины проекции половины биморфного пьезоэлемента 1 и 2. Уравновешивающей силой служит вес половины биморфных пьезоэлементов, на которые нанесены электроды 7 и 8.Момент уравновешивания коромысла весов определяется следующим образом.С выхода генератора 17 переменное напряжение возбуждает пьезоэлемент 12 на его резонансной частоте, Части биморфных пьезоэлементов с покрытиями 7 и 8 служатприемниками этих ультразвуковых колебаний, При равенстве зазоров между пьезоэлементом- излучателем 12 и обоими электродами 7 и 8 сигналы, снимаемые с них, равны по амплитуде. Эти сигналы усиливаются и детектируются усилителями- детекторами 18 и 19, выходы которых подключены к входам устройства 20 сравнения.В результате воздействия груза силой Г на коромысло весов последнее до уравновешивания наклонено левым краем вниз, а правым вверх, При этом расстояния от излучающего пьезоэлемента 12 до приемников (электроды 7 1и 8) различны. Ближе к излучающему пьезоэлементу 12 в этом положении коромъсла находится электрод 8, при этом уровень сигнала на выходе усили теля-детектора 19, на вход которого подан сигнал с электрода 8, превьппает уровень с выхода усилителя-детектора 18В этом состоянии сигнал с выхода устройства 20 сравнения обладает уровнем логического нуля и не изменяет первоначальной установки триггера 21, которая произошла по сигналу блока 22 запуска.По мере возрастания уровня выходного напряжения ЦАП 13 происходит компенсация измеряемой силы Г, коромысло прцходит в движение и, как только произойдет компенсация, уровень сигнала с электрода 7 превысит уровень сйгнала с электрода 8, на выходе устройства 20 сравнения появится потенциал логической единицы, перевоцящий триггер 21 в другое ус1394053 Формула изобретения Весы, содержащие весовой элемент, выполненный в виде двух параллельно расположенных одна над другой балок, о тл и ч а ю щ и е с я тем, что, с целью повышения надежности и чувствительности, каждая из балок вы" Составитель,И, КурдченкоРедактор О. Юрковецкая Техред Л,Сердюкова Корректор М, Пожое ю е ещешЮ Заказ 2209/37 Тираж 717 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 тойчивое состояние. В этом состоянии триггер 21 своими выходным сигналом запрещает прохождение импульсовформирователя 16 через элемент 5совпадения на вход счетчика 14 импульсов, и он останавливается. Циф"ровой код на выходе счетчика 14 прямо пропорционален массе взвешиваемого груза. Коромысло весов находитсяв равновесии. Следующее измерениепроисходит по сигналу схемы 22 запуска аналогичным образом.Ось 10 весового элемента опирается на две опоры 11, выполненные в виде призм. Для передачи сигналов управления и контроля от электроннойсхемы к биморфным пьезоэлементам весового элемента предусмотрены токосъемники, которые расположены в ножевой части призмы. Ответные части,токосъемников расположены на подушке,в качестве которой использована ось10 весового элемента оригинальногопрофиля. Токосъемники подушки располагаются вдоль оси 10 весового элемента и под действием его веса прижимаются к токосъемникам призмы. Таким образом обеспечивается надежныйэлектрический контакт подвижной части весов с электронной схемой управ-,ления,полнена в виде биморфного пьезоэлемента прямоугольной формы, на верхнюю и нижнюю поверхности которогонанесено разделенное на две секцииметаллиэированное покрике, балкисоединены между собой-кронштейном,жестко связанным с осью качания, которая расположена поперечно весовому 10 элементу и равноудалена от нижнихповерхностей и торцов балок, при этомв весы дополнительно введены дваусилителя-детектора, элемент сравнения, триггер, блок запуска, последо вательно соединенные генератор переменного напряжения, формировательимпульсов, элемент совпадения, счетчик импульсов и цифроаналоговый преобразователь, а также консольно зак репленный пьезоэлемент, расположенный своим свободным концом с однойстороны от оси качания, перпендикулярно к ней и на одном уровне с ней,причем металлизированные секции ве Б сового элемента со стороны приложения нагрузки соединены параллельно иподключены к выходу цифроаналоговогопреобразователя, а со стороны консольно закрепленного пьезоэлемента 30 связаны с выходами, соответствующихусилителей-детекторов, выходы которых соединены с входами элементасравнения, выход которого подключенк первому входу триггера, выход ко- ЗВ торого связан с вторым входом элемента совпадения, блок запуска соединенсоответственно с вторыми входамитриггера и счетчика импульсов, выходгенератора переменного напряжения 40 связан сконсольно закрепленным пьезоэлементом.