Весы

)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКРЫТИ ПИСА ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛ ЬС К АВТОРСКО полнительный механизм, стержень 4 подвижной части зан с грузоприемником 5, дат ния, подключенный к испо механизму через регулятор 8 рующую систему 6, Центриру 6 выполнена в виде двух ци магнитов 10, 11 и по крайне кольцевого магнита 9, котор на основании соосно немагн ню 4 с возможностью осевого между цилиндрическими маг закрепленными на немагнит одноименными полюсами кольцевого магнита 9,1 ил,немагнкоторо гчик 7 илнителтокаи цющая слиндрий мереый устанитномупеременитамином стерОТНОСИТ ф(56) Авторское свидетельство СССРМ 1352234, кл, 6 01 О 7/04, 1986,Кэцнельсон О.Г. и др. Автоматическиеизмерительные приборы с магнитной подвеской. М Энергия, 1970, с,156, 157,(57) Использование; приборостроение, в весах для физико-химических исследований.Сущность изобретения: весы содержат иситныи о свя- оложеьному ентр- иистем ческих одного овлен стержщенич 10, 11, жне 4 ельно5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к конструкции весов, и может быть использовано при разработке весов для фикико-химических исследований,Известно устройство 1 для измерения усилий, состоящее из неподвижно закрепленных электромагнита и датчика положения, а также взвешиваемого элемента с магнитопроводом и контуром регулирования, вклЮченным между датчиком положения и электромагнитом.Недостатком известного устройства является невысокая точность измерений. В устройстве отсутствует специальная система центрирования. Центрирование за счет магнитного поля электромагнита, замкнутого на магнитопровод взвешиваемого элемента, имеет малую величину, что приводит к малой горизонтальной устойчивости. Кроме того, точность устройства имеет наибольшее значение в нулевой точке характеристики. В тех случаях, когда требуется измерение изменений начального веса тела в ходе химической реакции или физического эксперимента, начальный вес тела изменяет начальную точку работы электромагнита, что уменьшает общую точность известного устройства, В данном устройстве отсутствуют средствапредварительной компенсации начального веса взвешиваемого элемента.Наиболее близким к изобретению являются веса 21 для автоматической записи изменений веса при химических реакциях. Устройство содержит установленный на неподвижном основании исполнительный механизм, датчик положения, установленный также на неподвижном основании, подключенный к исполнительному механизму через регулятор тока, и центрирующую систему подвижной части исполнительного механизма. Немагнитный стержень подвижной части исполнительного механизма связан с грузоприемником.Недостатком устройства является невысокая точность измерения. В устройстве отсутствует компенсация начального веса исследуемого тела, который часто на несколько порядков превышает дальнейшие регистрируемые изменения веса, причем величина начального веса исследуемого тела может меняться, что также снижает точность измерения. Кроме того, центрирурующее устройство этих весов, использующее вихревые токи, имеет малую центрирующую силу до 1 10 2 Н),Цель изобретения - повышение точности измерений.Для достижения поставленной цели в весах, содержащих установленный на основании исполнительный механизм, немагнитный стержень подвижной части которого связан с грузоприемникм, датчик положения, подключенный к исполнительному механизму через регулятор тока, и центрирующую систему подвижной части исполнительного механизма, последняя выполнена в виде двух цилиндрических и по крайней мере одного кольцевого постоянных магнитов. Кольцевой постоянный магнит установлен на основании соосно немагнитному стержню с возможностью осевого перемещения между цилиндрическими постоянными магнитами, закрепленными соосно на немагнитном стержнеодноименными полюсами относительнокольцевого постоянного магнита.На чертеже схематически изображеныпредлагаемые весы.Весы содержат исполнительный механизм, неподвижная часть 1 которого закреплена на основании 2, Подвижная часть исполнительного механизма образована ответной частью 3 исполнительного механизма, немагнитным стержнем 4, соединеннымс ним грузоприемником 5 и центрирующей системой 6. Датчик 7 положения также установлен на основании 2 и подключен к исполнительному механизму через регулятор 8 тока, Центрирующая система 6 выполнена ввиде кольцевого постоянного магнита 9 (на чертеже представлен один кольцевой магнит, но количество их может быть и большим) и двух цилиндрических постоянных магнитов 10 и 11. Кольцевой постоянныймагнит 9 установлен на основании 2 соосно немагнитному стержню 4 и соединен с гайкой 12, посредством которой возможно его вертикальное (осевое) перемещение относительно основания 2, Цилиндрические постоянные магниты 10 и 11, между которыми перемещается кольцевой постоянный магнит 9, соосно закреплены на немагнитном стержне 4 над и под кольцевым постоянным магнитом 9 и ориентированы относительно него одноименными полюсами. Датчик 7 положения, регулятро 8 тока и исполнительный механизм образуют систему обратной связи и служат для измерения изменениясилы тяжести, а также обеспечивают вертикальную устойчивость подвижной части исполнительного механизма. Исполнительный механизм может быть реализован в виде магнитоэлектрической системы. В этом случае неподвижная часть 1 исполнительногомеханизма представляет собой магнитную систему с цилиндрическим зазором, в котором перемещается ответная часть 3 исполнительного механизма, выполненная в виде цилиндрической катушки, жестко прикреп1767358 5 10 15 20 25 Формула изобретения Весы, содержащие установленный на основании исполнительный механизм, не- магнитный стержень подвижной части которого связан с грузоприемником, датчик положения, подключенный к исполнительному механизму через регулятор тока, и центрирующую систему подвижной части исполнительного механизма, отл и ч а ю щие с я тем, что, с целью повышения точности, центрирующая система выполнена в виде двух цилиндрических и по крайней мере одного кольцевого постоянных магнитов, последний из которйх установлен на основании соосно немагнитному стержню с возможностью осевого перемещения между цилиндрическими постоянными магнитами, закрепленными соосно на немагнитном стержне одноименными полюсами относительно кольцевого постоянного магнита,30 35 40 45 Составитель Л,ОсетинскаяТехред М.Моргентал Корректор М.Петрова Редактор Заказ 3542 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ленной к немагнитному стержню 4, Петля обратной связ; состоит также из индуктив-. ного датчика положения и регулятора тока на операционных усилителях с корректирующими цепями,Весы работают следующим образом, В исходном состоянии центрирующая система 6 создает только центрирующую силу и не дает вертикальной составляющей усилия, приложенного к немагнитному стержню 4, причем цилиндрические постоянные магниты 10 и 11 находятся на одинаковом расстоянии относительно кольцевого постоянного магнита 9, а подвижная часть исполнительного механизма находится в свободном состоянии, К грузоприемнику 5 прикрепляется исследуемое тело. Включается система обратной связи и под действием силы тяжести подвижной части с исследуемым телом, она опускается вниз относительно исходного состояния, При опускании подвижной части исполнительного механизма нарушается расположение цилиндрических постоянных магнитов 10 и 11 относительно кольцевого постоянного магнита 9 и появляется вертикальная составляющая усилия от центрирующей системы 6. Система обратной связи компенсирует суммарное действие силы веса подвижной части исполнительного механизма и вертикальной составляющей усилия от центрирующей системы. На выходе регулятора 8 тока фиксируется соответствующий сигнал.Таким образом, посредством системы обратной связи измеряется суммарная сила веса подвижной части с исследуемым телом и вертикальной составляющей центрирующей системы,Для измерения изменения веса исследуемого тела смещают положение кольцевого постоянного магнита 9 с помощью гайки 12 вниз относительно основания 2. При смещении кольцевого постоянного магнита 9 вниз на подвижную часть исполнительного механизма действуют две компенсирующие силы, направленные вверх. Первая - от центрирующей системы 6, а вторая - от ответной части 3 исполнительного механизма, При изменении положения кольцевого постоянного магнита 9 создается вертикальная компенсирующая сила, направленная вверх и равная силе тяжести подвижной части с исследуемым телом, При этом величина компенсирующей силы ответной части исполнительного механизма должна быть равна наперед заданной фиксированной величине, что соответствует определенному значению сигнала на регуляторе 8 тока. Дальнейшее измерение изменения веса в ходе химических или физических исследований проходит путем отработки по системе обратной связи, а по изменению величины сигнала, подаваемого на исполнительный механизм, судят об изменении веса исследуемого тела.Данное устройство позволяет использовать при измерениях один и тот же режим работы системы обратной связи независимо от начального веса исследуемого тела в одной и той же рабочей точке измерительной характеристики, что увеличивает точность и стабильность измерений.