Крутильные весы

(5) 5 айвзЪъй К АВТ ГОСУУДАРСТВЕННЬЗЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт синтетических полимерныхматериалов АН СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 392348,кл. О 01.6 7,/02, 1971,Калинников В.Т, Ракитин Ю,В. Введение в магнетохимию, Метод статическоймагнитной восприимчивости в химии. - М.;Наука, 1980, с; 49-50.(57) Изобретение относится к весоизмери-;тельной технике, а именно к устройствам дляизмерения малых сил, Цель изобретения заключается в. повышении точности весов пу-тем повышения чувсвительности к малымкрутильным смещениям коромысла, а такжепутем снижения влияния флуктуационныхгоризонтальных плоскопараллельных перемещений коромысла на результат измерения. Устройство включает в себя 1654671 А подвешенное к кронштейну 2 коромысло 4, устройство 5 крепления образца 6 на коромысле, а также систему измерения горизонтального смещения коромысла. Новым в весах является то, что.система измерения горизонтального смещения включает в себя два параллельно соединенных емкостных датчика смещения. Электрически соединенные подвижные пластины 8 и 9 этих датчиков расположены . вертикально и закреплены на коромысле 4. Закрепленные на опоре 1 неподвижные пластины 10, 11 емкостных датчиков расположены по разные стороны от плоскости, проходящей через подвижные пластины 8 и 9. Благодаря такой конструкции системы измерения смещения при флуктуационном плоском смещенйи коромысла показания датчиков взаимно компенсируют друг друга, а при повороте коромысла вокруг вертикальной оси их показания складываются. Это приводит к эффективному подавлению вклада плоских колебаний в измеряемое смещение коромысла и к пбвышению точности весов, 2 ил.Изобретение относится к весаизмерительной технике, а именно к крутильным весам, и может быть использовано для измерения малых силдействующих на различные объекты в электрических, магнитных и гравитационных полях.- Целью изобретения является повышение точности измерения пу 1 ем повышения чувствительности весов к малым крутильным смещениям коромысла, а также путем снижения влияния флуктуационных горизонтальных плоскопараллельных. перемещений коромысла.На фиг,1 изображены кинематическая схема и электрическая блок - схема крутильных весов; на фиг.2 - подвижныеи неподвижные пластины емкостных датчиков, вид Сверху (поясняется принцип измерения угловога смещения коромысла при действии на образец горизонтальной силы и одновременном плоском смещении коромысла),Весы содержат опорную платформу 1 с кронштейном 2, ккоторому с помощью подвеса 3 свободно подвешено коромысло 4, снабженное системой 5 крепления образца в в.зоне действия внешней силы, создаваемой электромагнитом 7. На коромысле по Обе стороны от аси ега вращения вертикальио закреплены и электрически соединены между собой две заземленные металличеСкие пластины 8 и 9, являющиеся подвижными обкладками двух емкостных датчиков. Соответствующие неподвижные пластины )О и 11 тех же датчиков вертикально закреплены на платформе 1, причем одна из неподвижных пластин оснащена устройством Ф 2, позволяющим регулировать расстояние между пластинами одного из датчиков, Весы снабжены переключателем 13, с помощью которого катушка 14 индуктивнасти может быть соединена с пластиной 10 либо а пластиной 11, либо с обеими одновременно, Колебательный контур, абразовэннь.й катушкой 14 с подсоединенными к ней емкостными датчиками, через катушку 15 связи подключен к входу блока 16 измерения емкостиС-контура. Выход блока 16 подключен к входу системы 17 регистрации,Весы работают следующим образом, В исходном состоянии электромагнит 7 выключен, После закрепления образца 6 на коромысле 4 и успокоения последнего в положении равновесия (фиг.2; пунктир) осуществляют попеременное подключение пластин 10 и 11 с помощью переключателя 13 ккатушке 14, измеряя тем самым с помощью блока 16 и системы 17 значения емкостей С 1 и С 2, В там случае, если С и С 2 отличаются друг ат друга, с помощью устройства 12 устанавливают такое положение пластины 11, при котором С и С, После этого переключатель 13 переводят в положение, в котором обе пластины 10 и 11 подключены к катушке 14, т.е, аба датчика подключены параллельно. При этом 10 система 17 регистрирует величинуС 1+ С 2 =2 С 1, Затем включают электромагнит 7, сила которого действует на образец 6 в направлении, указанном на фиг,2 стрелкой, и вызывает закручивание коромысла 4 на угол й, пропорциональный внешней силе, что приводит к изменению суммарной емкости датчиков на величину.ЛС, регистрируемую системой 17. Поскольку исходное расстояние между пластинами 20 (б) и индуктивность(Е) являются известнымиконстантами прибора, та угол закручивания рассчитывают по формулеб ЬС С 1-С д25 "- С+С .С+С 1в которой член, содержащий д (гор и зантал ьнае смещение всего коромысла, обусловленное флуктуацианными процессами), равен нулю вследствие равенства емкостей С и С 2. О величине действующей на образец внешней силы судят с помощью коэффициента пропорциональности между внешней силой и углом закручивания кОрамысла. Благодаря малой чувствительности .весов к плоским перемещениям коромысла становится возможным регистрировать чрезвычайна малые крутильные смещения, т.е. повышается точность измерения.Формула изобретения Крутильные весы, включающие опорную платформу, установленный на платформе кронштейн с подвешенным на нем коромыслом, устройство крепления абаазца на коромысле и устройство измерения горизонтального смещения коромысла, а тли ч а ю щ и е с я тем, что, с целью повышения точности, устройства измерения смещенля коромысла выполнено в виде двух параллельна включенных емкостных датчиков, снабженных подвижными и неподвижными пластинами. причем подвижные пластины датчиков закреплень; на концах коромысла в вертикальной плоскости, а неподвижные пластины установлены на опорной платформе па разные стороны от плоскости, проходящей через подвижные пластины.1654671 г.3 Составитель 3. КрысановаРедактор О. Юрковецкая Техред М,Моргентал Корр О.Ципле роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 1945 Тираж 332 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5