Датчик непрерывно изменяющегося веса

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК А С 9/О 1) 4 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИ БРЕТЕНИЯ ВТОРСНОМУ СВ ЕЛЬСТВ 2 22 46 Кф 35лем технологии микобочистых материароэллов,(72 (53 (56 11 о и А.Г.Леонов8)детельство СССРС 9/00, 1981.тельство СССР1 6 9/00, 1986,4390489/24-10 28.01.88 23.09.89. Бюл Институт проб ктроники и осАН СССР Г.А.Сатункин 681.269 (088. Авторское сви 228, кл. С 01 торское свиде 7599, кл. С 0 ВО,160 6(57) Изобретение относится к весои мерительной технике и может быть и пользовано для непрерывного измерения массы кристаллов, выращиваемых из расплава в системах автоматичес го управления процессом кристаллиз ции. С целью увеличения точности и мерения автокомпенсационный датчик включает корпус с основанием 1, на котором установлены рычажные весы,3 1509609 содержащие рычаги 2, упругие ленточные шарниры 3, две грузоприемные площадки 4, причем рычаги связаны упругими ленточными шарнирами 3 в вер 5 тикальные пары так, что каждый рычаг соединен со своей грузоприемной площадкой 4 и основанием 1, а число пар составляет три и более. Кроме того,датчик содержит жесткую тягу 5, соединенную с возможностью вращения сгрузоприемными площадками 4, магнитоэлектрический преобразователь, соленоид которого 6 укреплен на основании 1, магнитопровод 7 на подвижныхрычагах и фотоэлектрический датчик 8,2 ил.Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для непрерывного контроля массы кристалла или тигля при выра-. щивании монокристаллов из расплава преимущественно способом Чохральского, главным образом в системах с ав томатическим управлением процессом выращивания.Цель изобретения - повышение точности измерения непрерывно изменяющегося веса. 25На фиг. 1 приведена схема датчика; на фиг.2 - то же, изометрия.Датчик содержит основание с корпусом 1, на котором установлены мно-, горычажные весы, содержащие рычаги 2, 30 упругие ленточные шарниры 3, грузо-. приемные площадки 4, жесткую тягу 5 магнитоэлектрический обратный преоб-, разовательМЭОП.,), включающий соленоиды 6 и магнитопроводы 7, преобра зователь 8 угловых перемещений рычагов.Датчик работает следующим образом, Под действием переменной внешней нагрузки, приложенной к площадкам 4 40 и тяге 5, происходит строго вертикальное смещение площадок 4 и тяги 5. Одновременно возникает угловое отклонение рычагов 2, связанных упругими шарнирами 3 с грузоприемными площад ками 4 и основанием 1, причем все пары рычагов отклоняются одинаково, фотоэлектрический датчик 8 положения регистрирует взаимное смещение рычажных пар и вырабатывает сигнал, подаваемый на вход электронной следящей системы, к выходу которой подключены, соленоиды 6 МЭОП, Усилие, возникающее между неподвижно укрепленными соленоидами б и подвижными магнитопро водами 7, уравновешивает переменную внешнюю нагрузку и рычаги 2 возвращаются в исходное положение, Выходным сигналом о величине нагрузки является величина силы тока (или напряжение) в соленоидах б МЭОП, пропорциональная текущему значению веса нагрузки.П р и м е р . Испытания проводили на датчике веса с габаритными размерами 8080(210 мм, весом 3 кг, имеющим четыре пары рычагов, соединенных с основанием и грузоприемными площадками 32-мя упругими шарнирами длиной 2 мм, шириной 2 мм и толщиной 0,05 мм, выполенными из прецизионного сплава 40 КХНМИ. В пары рычаги связаны четярьмя такими же шарнирами и восемь шарниров соединяли вращающуюся часть верхней грузоприемной площадки с приводом вращения. На каждой паре рычагов крепился магнитопровод МЭОП весом около 120 г, с постоянным магнитом из сплава ЭНДК 35 Т 5 БА и круговыми зазорами диаметром 16 мм для неподвижных соленоидов. На основании укреплены четыре соленоида по 110 витков медного провода диаметром 0,2 мм и фотоэлектрический датчик положения на основе дифференциального фотодиода ФД-32 К, Диапазон переменных нагрузок, имитирующих вытягиваемый кристалл в процессе роста, составлял от 0 до10 кг (мерньд 1 груз и регулируемая капельница). В отсутствие вращения нагрузки точность измерений не хуже 5 кг во всем диапазоне переменных нагрузок. При измерении аналогичной нагрузки с одновременным ее вращением, с частотами от 1 О до 1 Гц, точность не хуже 15 мг при низком уровне шума.Таким образом, предлагаемый датчик характеризуется высокой точностью как без вращения нагрузки, так и в условиях, близких к рабочим, при наличии вращения, повышенной помехозащищенностью и стабильностью показаний. Датчик позволяет взвешивать как кристалл, так и тигель с возможностью их вращения, а также использоваться5 50 Я в качестве дифференциального измерителя веса. Конструкция датчика позволяет сборку нескольких однотипных устройств в единый модуль существен 5 но увеличивая при этом пределы нагружения, снижена металлоемкость устройства. При использовании датчика в качестве источника первичной информации в системах с автоматическим уп равлением процессом выращивания массивных кристаллов из расплава улучшается качество управления и совершенство вытягиваемого кристалла.Формула изобретения15 Датчик непрерывно изменяющегося веса, содержащий помещенные в корпус и укрепленные на основании много- рычажные весы, состоящие из первой 20 грузоприемной площадки, симметрично центру которой расположены первые ве - совые рычаги, магнитоэлектрический ставитель И,Жукохред М,Ходанич Редакто орректорО,Ципл.трушева 60 одписно зобретениям и открытиям при ГКНТ СС Раушская наб., д. 4/5 омитета п осква, Жизводственно-издательский комбинат "Патент", г од, ул. Гагарина,10 Заказ 5790/32 Ти ВНИИПИ Государственного к 113035, М09обратный преобразователь, включающий солено тды и магнптопроноды, преобразователь угловых перемещений весовых рычагов и упругие ленточные шарниры, через которые весовые рычаги соединены с основанием и первой грузоприемной площадкой, о т л и ч а юд и йс я тем,что,с целью повышения точности,в него введены вторая грузоприемная площадка дополнительные весовые рычаги по числу первых рычагов и упругие ленточные шарниры, через которые дополнительные весовые рычаги соединены с основанием и второй грузоприемной площадкой, и жесткую тягу, шарнирно соединенную с грузоприемными площадками, при этом первые и дополнительные весовые рычаги попарно связаны друг с другом через дополнительные упругие ленточные шарниры, соленоиды закреплены на основании, а магнитопроводы - на весовых рычагах.