Весоизмерительное устройство

(19) 01 б 9/00 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТВ У К АВТОРСКО ине Оче РОЙ зоваовиях фасоатах, имеет т поик 1, измеСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(71) Киевское производственное объние Веда(57) Изобретение может быть исполно для взвешивания грузов в услдинамических помех, в частности ввочных или разбраковочных автообладает простотой конструкции ивысокую точность, Устройство содержследовательно соединенные тензодатфильтр низкой частоты (ФНЧ) 13 и рительный прибор 12. ФНЧ 13 выполнен на базе операционного усилителя 6, неинвертирующий вход которого через первый резистор 3 связан с выходом усилителя 6. Выход операционного усилителя 6 через второй резистор 4 связан со входом повторителя 11 и первым выводом первого конденсатора 9, второй вывод которого осдинсн с обшей точкой устройства. Выход повторителя 11, являющийся и выходом ФНЧ 13, через третий резистор 5 соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 6. Между выходом операционного усилителя 6 и его инвертируюшим входом включен второй конденсатор 10. Для ускорения переходных процессов ФНЧ 13, возникающих при операциях наложения-снятия груза на тензодатчик 1, неинвертирующий вход операционного усилителя 6 и вход повторителя 11 соединены между собой через два встречно-параллельно включенных нелинейных элемента 7 и 8. 2 ил.1508101 рационного усилителя 6, т. е. Т= - .2 лдТогда подавление динамических помех в 15 основном обеспечивает РС-фильтр, выполненный на резисторе 4 и конденсаторе 9, т. е. ТфТ, и амплитудно-частотная характеристика ФНЧ 13 может быть приблизительно выражена формулой20"= т 7+ г 25 Определим коэффициент передачи ФНЧ13 по постоянному току, для чего в формуле (1) подставим 5=0: КоКФКп4(О)= 1КК,К Операционный усилитель и повторитель 11 могут быть выполнены на базе операционных усилителей К 140 УД 7 и др.Устройство работает следующим образом.В установившемся состоянии сигнал разбаланса тензодатчика 1, пропорциональный усилию Р от находящегося на нем груза, усиливается усилителем 2 и поступает на вход ФНЧ 13. Отфильтрованное напряжение с выхода ФНЧ 13 поступает в измерительный прибор 12 (например аналого-цифровой преобразователь), где осуществляется измерение напряжения, и тем самым измере ние веса груза на тензодатчике 1. При этом напряжение с р нелинейных элементов 7 и 8 выбирается из условия Ы)(71, где Сl. - амплитуда динамической помехи на выходе усилителя 2. Таким образом, в установившемся состоянии нелинейные элементы 4 6 и 7 находятся в непроводящем состоянии. Тогда передаточная функция ФНЧ 13, представляющсго собой звено второго порядка, определяется по формуле К КфК 50К ТТ 5+ (К 7+7 Ь+ ф где Т,=95 СО Т 1=04 С 9 Изобретение относится к весоизмерительпой технике и может использоваться для быстрого взвешивания грузов в условиях динамических помех, например в фасовочных и разбраковочных автоматах,Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение его точности.На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - вольтамперндя характеристика.Устройство содержит тензодатчик 1, усилитель 2, первый 3, второй 4 и третий 5 резисторы, операционный усилитель 6, первый 7 и второй 8 нелинейные элементы, первый 9 и второй0 конденсаторы, повторитель 11, измерительный прибор 12. Элементы 3 - 11 составляют схему ФНЧ 13.На фиг. 2 изображены вольт-амперные характеристики нелинейных элементов 7 и 8, причем нелинейному элементу 7 соответствует характеристика 1, а нелинейному элементу 8 - характеристика 2, Напряжение (l р - величина пробойного напряжения нелинейного элемента, В качестве нелинейного элемента могут быть применены обычные выпрямительные диоды, например Д 220, причем если требуемая величина (7больше пробивного напряжения диода, то последние могут быть соединены несколько штук последовательно. постеян на я времени интеграторард, выполненного на опера шнпном усилителе 6, конденсаторе 10 и резисторе 5;постоянная времени РС. фильтра, выполненного на 4резисторе 4 и конденсаторе 9;К, Кф, К - коэффициенты передачипо постоянному току соответственно операционного усилителя 6, 7 сС-фильтра и повторителя 11;5 - комплексная переменная.Выберем величину Т из условия обеспечения отсутствия усиления низшей частоты динамической помехина выходе опегде с - круговая частота динамических помех. Из формулы (2) видно, что изменение значения Кф, вызванное температурными изменениями токов утечки конденсатора 9, и величины резистора 4, в (1+К.К ) раз ослабляется схемой ФНЧ 13. Учитывая, что значение К. современных операционных усилителей находится в пределах 1 О, величина К(0)=1 сохраняется с высокой степенью точности в широком температурном диапазоне с ЯС-элементами обычного исполнения. Для согласования высокоомного выхода ЯС- фильтра со входом измерительного прибора 12 служ ит повторител ь 11.Рассмотрим работу устройства в переходном режиме, т. е. при операциях наложения - снятия груза на тензодатчике 1. Допустим, что в исходном состоянии тензодатчик 1 разгружен. Тогда на выходе усилителя 2, на конденсаторе 9 и выходе повторителя 11 напряжение равно нулю. При наложении груза, создающего усилия Р на тензодатчик 1, на выходе усилителя 2 устанавливается напряжение с 70, Если с 7 )спь то нелинейный элемент 7 окажется открытым и конденсатор 9 начнет заряжаться через резистор 3 и нелинейный элемент 7. Сопротивление резистора 3 выбирают из расчета исключения перегрузки усилителя 2 по току. Таким образом, ИдР и на конденсаторе 9 практически мгновенно установится напряжениес/,=(, - с 7 Р(3) Составите.ь М. Жуковкрел И. Верес Корректор Н. Борисова Тирдж 660о.ви снос Рслактор Н. Горна3 дказ 553245 ри ГКНТ СССР а по изобретениям и открытияЖ - 35, Раушская наб., л.мбинат Патент, г. Ужгорол,. Гагарина, 1 О 5Затем нелинейный элемент 7 закрывается и заряд конденсатора 9 продолжается через резистор 4 с постоянной времени Тф. Аналогично при разгрузке тензодатчика через нелинейный элемент 8 происходит мгновенный разряд конденсатора 9 до величины У р, затем разряд продолжается через резистор 4 с постоянной времени Тф.Таким образом в данном устройстве происходит ускорение переходного процесса при операциях наложения - снятия груза на время Ь, определяемое по формуле Предлагаемое устройство выгодно отличается от аналогов, использующих обычные ЯС-фильтры, за счет ускорения переходного процесса при операциях наложения-снятия груза. Как видно из формулы (3), максимальный выигрыш времени происходит для грузов, равных наибольшему пределу взвешивания устройства (т. е, для с/макс) т. е. для самых длительных переход ных процессов. Так, для предлагаемого устройства с параметрами Тф=0,3; (I Р=0,5 В; г.г.=10 В переходный процесс с точностью 0,1 о заканчивается за 0,6 с, тогда как для обычного ИС-фильтра - 1,5 с. НИИПИ Госуларственного комит113035, Москва, Производственно-излательский к Весоизмерительное устройство, содержащее тензодатчик, усилитель, вход которого соединен с выходом тензодатчика, первый и второй резисторы, первый конденсатор и измерительный прибор, от,ггггаюигееея тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности, в него введены второй конденсатор, третий резистор, операционный усилитель, первый и второй нелинейные элементы и повторитель, при этом выход повторителя соединен со входом измерительного прибора, а через третий резистор - с инвертирующим входом операционного усилителя и с первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого связан с выходом операционного усилителя и через второй резистор - с входом повторителя, первым выводом первого конденсатора, закрытым входом первого нелинейного элемен та и открытым входом второго нелинейного элемента, закрытый вход которого подключен к открытому входу первого нелинейного элемента и неинвертирующему входу операционного усилителя, а через первый резистор соединены с выходом усилителя, причем второй вывод первого конденсатора соединен с общей шиной.