Устройство для измерения массы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК53 19 С О 1 С 3/1 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЬПИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ 1 Еь ИМЯ надежности за счет создания дополнительного измерительного канала. Переключатель 8 устанавливают в положе"ние а, подключая этим транзисторныйвозбудитель 7 (ТВ ) к электродам 5. Влокализованной зоне 6 посредством ТВ7 возбуждаются пьезоэлектрические колебания, частота которых соответствует начальному значению массы измеряемого груза. На нагрузочную плошадку 4устанавливается груз, масса которогосоздает усилия, приложенные к силочувствительному кварцевому резонатору 3, Электрический сигнал пьезоэлектрических колебаний, прирост частотыкоторого изменяется прямо пропорционально измеряемой массе, через ТВ 7подается на индикатор 15, где индицируется в единицах массы. 1 ил.(56) Авторское свидетельство СССРКф 1118869, кл, С 01 С 3/16, 1983.Авторское свидетельство СССРВ 1476332, кл. С 01 С 23/16, 1983.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ(57) Изобретение относится к весоиэмерительной технике и предназначенодля прецизионного измерения массыгруза. Бель изобретения - повышение А 8 ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУИзобретение относится к весоизмерительной технике и предназначено для1 прецизионного измерения массы груза.11 ель изобретения - повьппение на- .5 дежности эа счет создания дополнительного измерительного канала.На чертеже показана функциональная схема устройства.устройство для измерения массы содержит корпус 1, на котором укреплен кристаллодержатель 2, служащий для установки и фиксации силочувствительного кварцевого резонатора 3, на котором размещена нагрузочная площадка 4. На главных гранях силочувствительного кварцевого резонатора 3 нанесены электроды 5, образующие в монокристалле силочувствительного резонатора 3 локализованную зону 6, в ко торой возбуждаются пьезоэлектрические колебания с помощью транзисторного возбудителя 7, выход которого через переключатель 8 подключен к электродам 5. На корпусе 1 установлены элек трододержатели в ограничите 9, служащие для крепления дополнительных (вторичных ) электродов 1 О на корпусе 1 и ограничения бокового перемещения силочувствительного кварцевого резонатора 3, Вторичные электрода 10 с помощью фиксаторов 11 фиксируются в заданном положении относительно электродов 5.Между электродами 5 и вторичными электродами 10 включены параметричес 35 кие корректоры 12, каждый из которых представляет собой реэисторно-емкостную цепочку, включающую резистор 13 и конденсатор 14. Выход транзисторно 40 го возбудителя 7 подключен к индикатору 15, Массоприемная площадка 4 кинематически связана с корпусом 1 посредством мембран 6.На чертеже приняты следующие обо значения: 00 - ось силочастотной чувствительности и ИИ - направление местной вертикали. Работа устройства основана на прямом и обратном силочастотном эффекте и свойстве кварцевого резонатора генерировать пьезоэлектрические колебания в локализованной зоне при непосредственном кантактировании первич 55 ных электродов с монокристаллом све-, точувствительного резонатора и емкостной связи вторичных электродов спервичными. Перед началом работы переключатель 8 устанавливают в положение а, подключая этим транзисторный возбудитель 7 к электродам 5. От блока питания (не показан) подают электропитание на транзисторный возбудитель 7 и индикатор 15. В локализованной зоне 6 посредством транзисторного возбудителя 7 возбуждаются пьезоэлектрические колебанйя, частота которых соответствует начальному, т,е, нулевому значению массы измеряемого груза. На нагруэочную площадку 4 устанавливают груз, масса которого согласно второму закону Ньютона создает усилие, приложенное к силочувствительному кварцевому резонатору 3 где Р - вектор усилия;в - масса груза;вектор гравитационного поляЗемли.Под действием усилия Г в силочувствительном кварцевом резонаторе 3 происходит повьппение частоты пьезоэлектрических колебаний прямо пропорционально действующему усилию РГо(.61 - отклонение частоты пьезоэлектрических колебаний;КГ - силочастотный коэффициент;Г - вектор усилия;начальное значение частоты пьезоэлектрическихколебаний;0 - геометрический коэффициент (поперечное сечениесилочувствительного кварцевого резонатора);п - номер гармоники;коэффициент заделки(" 1 - для жесткогосоединения).Электрический сигнал пьезоэлектрических колебаний, прирост частоты которого изменяется прямо пропорционально измеряемой массе, через транэисторньп возбудитель подается на индикатор, где индуцируется в единицах массы, поскольку характеристика преобразования массы в электрический сигнал имеет линейный характер.После выполнения измерения груз снимается с нагруэочной площадки 4, после чего показания индикатора 15нию,ному. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 40 Составитель В. ШиршовРедактор А.Мотыль Техред Л.Сердюкова Корректор М,Самборская Заказ 7943/42 Тираж 660 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина, 101 5 153093возвращаются к нулевому значению.Устройство готово к новому измереПри взвешивании массы сыпущего ма 5 териала, транспортируемого, например, на ленточном транспортере, нагрузочная площадка 4 кинематически связыва ется посредством, например, шарика,вставляемого в углубление нагрузочной площадки 4 с весоприемным элементом (не показан). Измеоение производится автоматически без вмешательстваоператора и фиксируется на индикаторе15В случае выхода из строя соединения электродов 5 с транзисторным возбудителем 7, например из-за ограниченной механической прочности за счетмалой толщины электродов 5 (менее 200,5 мкм) и сравнительно невысокой ихадгезии с гранью силочувствительногокварцевого резонатора, с помощью переключателя 8 транзисторного возбудителя 7 соединяется с вторичными электродами 10.При переходе на работу с электродов на вторичные электроды 1 О исходное значение частоты может несколькоуйти от первоначального значения, 30что легко учитывается в индикаторе 15, Масштабный коэффициент(коэффициент преобразования) при указанном переходе не изменяется. Лругиепараметры (добротность, эквивалентная35емкость, эквивалентная индуктивность,эквивалентная проводимость) также остаются прежними,После переключения транзисторноговозбудителя 7 с электродов 5 на вто-ричные электроды 1 О измерение массыгруза производится аналогично описанному.В предлагаемом устройстве обеспечивается также режим работы включенного транзисторного возбудителя 7 навторичные электроды 10 при исправных 2 бэлектродах 5 и их соединений. К этом случае обеспечивается нормальная работа устройства и, кроме того, имеется возможность перестройки начального значения частоты силочувствительного кварцевого резонатора 3 с помощью параметрических корректоров 12, в которых заменяют номинальные значения входящих в них резонаторов 13 и конденсаторов 14,Измерение массы груза в этом режиме производится аналогично описанУстройство для измерения массы, содержащее нагрузочную площадку, кинематически связанную с силочувствительным кварцевым резонатором с нанесенными на него электродами, закрепленными на корпусе посредством кристаллодержателя, и транзисторный возбудитель, выход которого подключен к индикатору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышениянадежности устройства, в него введены два дополнительных электрода, установленных в электродержателях соосно с электродами кварцевого резонатора с воэможностью перемещения вдоль оси, два параметрических корректора в виде КС-цепочек и двухсекционный переключатель, причем один электрод кварцевого резонатора и один дополнительный электрод шунтированы КС-цепочкой первого параметрического корректора и подключены через первую секцию пере-. ключателя к одному входу транзисторного возбудителя, а другой электрод кварцевого резонатора и другой дополнительный электрод шунтированы КС- цепочкой второго параметрического корректора и подключены через вторую секцию переключателя к другому входу транзисторного возбудителя.