Устройство для измерения массы

О П И С А Н И Е )5233 ООИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскии Соииалистичесиих(45) Дата оп у бл икования описания 31.08,76 Государстввкиый комитет Совета Микистров СССР оЗ) УДК 681 269 088.8)лелем кзобретеки к отирыти 72) Автор изобретения Бром Куйбышевский филиал Всесоюзного по проектированию организации нергетического строительства ОрганеЗаявител тит т ост ои РОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАС(54 масрму блок те Изобретение относится к области массо- измерительной технички.Известны устройства для измерения сы, содержащие грузоприемную платфо массоизмерительный преобразователь, измерения и блок коррекции 1 - 51.Ближайшим по технической сущности к предлатаемому устройству является устройство 161, содержащее грузоприемную платформу, установленную,на основной, массоизмерительный преобразователь, подключенный к измерительному блоку, блок управления и блок коррекции с грузом известной величины, управляемым электромагнитом.Известное устроиство не ооеспечивает требуемой точности из-за существенно нелинейной характеристики и,при измерении массы неподвижных объектов, когда нет возможности перед началом каждого измерения определять сигнал, соответствующий известной массе.В предлагаемом устройстве блок автоматической коррекции снабжен электромагнитным преобразователем, дополнительным массоизмерительным преобразователем, усилителем, ключом и жестким рычагом, причем на одно плечо рычага установлен основной массоизмерительный преобразователь, а на друе плечо - дополнительный массоизмерильный преобразователь, подключенный через усилитель и ключ к электромагнитному преобразователю, якорь которого соединен с грузоприемной платформой.На чертеже показана блок-схема описы ваемого устройства.Объект 1, матисса которого измеряется, установлен на грузоприемную платформу 2. На ,грузоприемной платформе с помощью электромагнита 3 фиксируется груз 4 известной 10 величины Р,. Грузоприемная платформа опирается на основной массоизмерительный преобразователь Б, выход которого подключен к измерительному блоку б. Основной массо- измерительный преобразователь 5 опирается 15 на плечо 7 жесткого рычага 8, второе плечо9 которого опирается на дополнительный массоизмерительный преобразователь 10. Выход дополнительного массоизмерительного преобразователя через усилитель 11 и управляемый электронный ключ 12 подключен к электромагнитному преобразователю 13, якорь 14 которого соединен с грузоприемной платформой 2. Для управления последовательностью всех операций устройство снабжено блоком управления 15.Принцип действия устройства заключается в проведениями дополнительных измерений, позволяющих получить информацию не только об измеряемой массе, но и по;решностях, 30 возникающих в результате измерения.523300 любого массо- имеющего как нелинейную хапомощью кусочпредставлена 5 у 2 =а,1 Р+ КР) + Ь у 4 = а(Р+Р,) Ь;,у, =а,Р+ Ь;,45 Функция преобразования измерительного устройства, линейную, так и существенно рактеристику, может быть с но-линейной аппроксимации э виде у=а;Р + Ь; 1:= 1,2,),где у - выходной сигнал устройства;Р - измеряемая масса;1 О а;,Ь, - параметры функции преобразованияустройства;т - число линейных отрезков, с помощью которых может быть описана в общем случае е:ИеЙая функция прсобразовапя устройства.Величина параметров а;,Ь, зависит от измеряемой маосы Р в силу нслинейностп функци п 1 реобразования устроиства, а,кроме то О, От,изменения внешних условий и от временного дрейфа характеристик отдельных элементов. При этом изменение параметров а;,Ь; обусловливает погрешность измерения, Влияние параметров а;,Ь; на точность измерения массы устранено в описываемом устройстве за счет автоматической коррекции погрешностей.Работает устройство следующим образом.Процесс измереня состоит,из четырех тактов преобразований. В первом такте блок управления 15 включает электромагнит 3 и электронный ключ 12, При этом электромагпитпый чреооразователь 13 обесточен, и якорь 14 не передает на грузоприемпую платформу 2 дополнительного усилия.Таким образом, в первом такте с помощью основно-.о маосоизмерительного преОбразователя 5 и измерительного блока 6 преобразуется масса Р взвешиваемого объекта, Результат у, перьвого такта преобразования 4 О фиксируется в измерительном блоке б и связан с измеряемой массой Р соогношением Во втором такте преобразования блок у 1- равления 15 замыкает электронный ключ 12, включая тем самым электромагнитный преОбразователь 13, который через якорь 14 передает на грузоприемную сплатформу 2 до полнительное у 1 оилие, эквивалентное увеличению массы взвешиваемого объекта на величину КР, где,К - коэффициент, равный произведеИю коэффициентов передачи рычага 8, преобразователя 10, усилителя 11 и 55 электромагнитного преобразователя 13.Таким ооразом, во втором такте преобразуется сумма Р + КР масс, состоящая из массы взвешиваемого объекта 1, некоторой дополнительной массы, создаваемой самим 50 взвешиваемым объектом с помощью рычага 8, дополнительного массоизмерительного преОбразовагеля 10, усилителя 11, который питает обмотку электромагнитного преобразователя 13, создающего на якоре 7 тяговое 65 усилие, пропорциональное питающему напряжению. Результат у, второго такта преобразования также фиксируется в измерительном блоке б и связан с измеряемой массой Р соотношением В третьем такте преобразования блок управления 15 включает электромагнит 3, который притяг 4 вает груз 4 величины Р. Ключ 12 в этом такте Остается включенным. ТаИм образом, в третьем такте преобразуется сумма м асс Р + Р, -1- К(Р +. Р).Результат уз третьего такта преобразования фиксируется в измерительном блоке 6 и связа с изтеряемой массой Р соот:ошениг уз = АР+ Р.+КР+ Р,Н - Ь;. Наконец, в четвертом такте преобразования олок управления 15 размыкает электронный ключ 12. При этом электрох 4 агнитиый преобразователь 13 обесточен, и якорь 14 нг передает на грузоприемную платформу 2 дополнительного усития. Таким образом, в чствертом тавоте преобразуется сумма Р + Р масс взвешиваемого объекта и груза известной величины. Результат у 4 чегвертого такта преобразования фиксируется в измерите 1 ьнох блоке 6 и связан с измеряемой массой Р соотношением Результаты четырех преобразований представляют собой систему четырех уравнений с четырьмя неизвестными Р, а;, ЬК, Эта система может быть решена относительно любого,из неизвестных, в том числе относительно измеряемой массы Р.Таким образом, в измерительном блоке б вычисляется значение измеряемой массы по формуле(УЗ У 2) (У 4 У ) Как видно из этого выражения, результат измерения не завИскрит от параметров аЬ; функции преобразования устройства.Таким образом, исключается влияние па точность измерения изменений этих коэффициентов, а следовательно и изменений внешних условий и,временного дрейфа отдельных узлов и элементов устройства.Кроме того, исключается влияние нелинейности характеристик датчиков в пределах точности кусочно-линейной аппроксимации, так как .коэффициенты а; и Ь; вычд 4 сляются для данного конкретного участка характеристИии, который соответствует измеряемой массе. При этом характеристика устройства может быть существенно нелинейиа и степень нелинейности может быть неизвестна, необходимо только, чтобы все четыре преобразо523300 ставитель В, ШиршовТехред Т, Курилко Гутмаодппспкс Корректор1568 енного к ам изобр Ж, Р ип. Харьк. фил. пред. Пате вания располагались на одном ю-м участке аппроксимации, а это всегда можно добиться выбором Р, и К,Важным является также то, что стабильность коэффициента К не влияет на точность измерения массы, поэтому практически все узлы устройства, за исключением груза известной величины Р, могут быть выполнены на грубых, дешевых элементах.С помощью устройства можно взвешивать массы неподвижных объектов, когда нет возможности разгрузить устройства для определения и последующей коррекции начального сигнала, соответствующего измеряемой массе, равной нулю. Формула изобретения Устройство для измерения массы, содержащее грузоприемную платформу, установленную на основной, массоизмерительный преобразователь, подключенный к измерительному блоку, блок у,правления и блок автоматической коррекции с грузом известной величины, управляемым электромагнитом,Редактор Т. РыбаловаЗаказ 838/1065 Изд.ЦНИИПИ Государстпо делМосква,отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в нем блок автоматической коррекции снабжен электромагнитным преобразователем, усилителем, ключом и жестким РЫЧаГОМ, ПРИгЧЕЧ 1,иа ОДНО ПЛЕЧО РЫЧаГа УСтановлен указанный массоизмерительный преобразователь, а на другое плечо - дополнительно аведенный массоизмерительный преобразователь, подключенный через усилитель и 10 ключ к электромагнитному преобразователю,якорь которого соединен с грузоприемной платформой. Источники информацви, принятые во вни мание при экспертизе;1. Авт. св.411309, 501 д 13/24, 26.08.71,2. Авт. св.246110, б 01 д 19/02, 19.06.67.3. Патент ФРГ1223169, кл. 421 22,18.08.66.20 4. Патент США3204711, кл. 177 в ,07.09,65.5. Карпин Е, Б. Средства автоматизации для измерения и дозированиямассы, 1971.25 6. Авт, св.422971, б 01 д 13/24, 26,08.71,Тираж 814итета Совета Министров СССРтений и открытийчшслзя наб., д. 4/5