Весоизмерительное устройство

1,1,1 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Реслублик" 667819 К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ 6 ) Дополнительное к авт. свид-ву -22) Заявлен 1) М. Кл б 01 б 9/О 01.78 (21) 2566379/18-10 явкис присоедиценис м з 23) Приоритет --сударстееннын комитет СССР по делам изобретений и открытий53) УДК 681 о 69 1088.8) опубликовано 5.06.79. БюллетеньДата опублико ия описания 25.06.79) Заявите 54 ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРО 11 СТВ чстИзооретецие относится к области весоизмерительной техники.Известны силоизмерцтельцые устройства, содержащие упругий элемент с емкостным датчиком, подключенцым к измерительной схеме (11.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является весоизмерительцое устройство, содержащее основной упругий элемент с емкостцым преобразователем, подключенным к мостовому измерителю емкости, и узел компенсации вибропомехи 2.В известном устройстве узел компенсации вибропомехи выполнен в виде дифференциального маночстра, установленного между упругим элементом ц цзмеряемой массой.Такое выполнение устройства це обеспечивает требуемую точность, так как прц последовательном относительно действии нагрузки включения упругого элемецта и дифмацометра точки приложения к ним вибропомехц це совпадают, что вызывает фазовые и амплитудные искажения в сигналах ем костных преобразователей.Для повышения точности предлагаемое устройство снабжено гидравлическим демпфсром с пилццдроч, расположеццыч ца ос новцоч упругом элечецтс, а узет компенсации вибропомехи вполиси в виде допол. нительцого упругого элемента с ечкостцыч прсооразователеч, идентичны ч ечкостному преобразователю основного упругого элемента, и связанного по лцнцц приложения нагрузки с порцгнсм гидравлического демпфера, причеч ечкостные преооразоватслц включены в противоположные плечи мостового измерителя емкости.На чертеже показано описываемое ройство.Устройство состоит цз осцовцого упругого элементас счкостньч преобразователеч 2, подключенным к одночу цз плеч мостового измерителя счкости 3, дополнительного упругого элемента 4 с емкостным преобразователем 5, подключенцыч к противоположному плечу чостового изчерителя емкости 3. Дополнительный упругий элечецт 4 ц основной упругий элемецт 1 прикреплены к общему поднесу 6. В основном упругом элементе 1 со стороны подвеса измеряемой массы 7 установлен силиндр 8 гидравлического демпфера 9 с вязкой жидкостью, в котором на667819 Формула изобретения 3ходится поршень 10, жестко прикрепленныйк дополнительному упругому элементу 4.Работает устройство следующим образом.При присоединении измеряемой массы 7к упругому элементу 1 происходит деформация основного упругого элемента и дополнительного упругого элемента 4 и пропорциональное этой деформации увеличениеемкостей преобразователей 2 и 5. Через некоторый промежуток времени, определяемыйжесткостью дополнительного упругого элемента 4 и гидравлическим сопротивлением 10демпфера 9, дополнительный упругий элемент 4 возврашается в исходное состояние.При отсутствии внешних возмущений со стороны подвеса 6 деформация упругого элемента 1, пропорциональная измеряемой массе, измеряется емкостным преобразователем 2 и мостовым измерителем емкости 3.При возбуждении подвеса 6 внешней вибропомехой возникают динамические колебаниясистем: основной упругий элемент 1 - масса 7 и дополнительный упругий элемент 4 - дмасса поршня 10, в результате чего в сигналах преобразователей 2 и 5 появляетсяколебательная составляющая. Компенсацияколебательной составляющей в сигнале преобразователя 2 возможна в случае, когдав сигнале преобразователя 5 появляется колебательная составляющая, аналогичнаяпо фазовым и амплитудным характеристикам,Условие компенсации может быть полученоиз анализа колебательного движения систе- ЪОмы в предположении, что системы имеютодну степень свободы, а помеха, имеющаягармонический характер, поступает толькочерез подвес 6 одновременно на обе колебательные системы. При кинематическомвозмушении, когда точка подвеса 6 совер.шает заданное движение хо = хо (1) дифференциальные уравнения движения имеют вид:Х 1 + - (Х 1 - Х) + Х 1 = ХО,где гп - измеряемая масса 7;т - массапоршня 10; х 1, х, х,; х; х 1, хг - пере 40мещения, скорости и ускорения соответствующих масс; с 1 и са - коэффициентыжесткости соответствующих упругих элементов; К - коэффициент трения,Из самой системы уравнения очевидно, д что при ф = ф (равенство собственных частот колебаний системы 1 - 7 и 4 - 10) и значении К О системы в колебательном 4отношении эквивалентны и, следовательно, амплитуды и фазы колебаний совпадают. В этом случае для осуществления компенсации достаточно выполнить емкостные преобразователи с одинаковой чувствительностью к перемещению и включить их в противоположные плечи моста, При необходимости расширения диапазона компенсации (для случая неравенства собственных частот колебаний систем) необходимо увеличить значение к известными способами (увеличением вязкости жидкости, диаметра и высоты поршня, уменьшением кольцевого зазора между поршнем и цилиндром гидравлического демпфера). Предельное значение к должно соответствовать случаю, когда упругий элемент 1 не нагружен массой 7, имеет более высокую собственную частоту, чем система 4 - 10, вследствие чего необходимо демпфировать колебания дополнительного упругого элемента 4 относительно упругого элемента 1 для обеспечения требуемой точности измерений, Это значение может быть найдено из известных соотношений для гидравлических успокоителей колебаний весовых систем. Весоизмерительное устройство, содержащее основной упругий элемент с емкостным преобразователем, подключенным к мостовому измерителю емкости, и узел компенсации вибропомехи, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено гидравлическим демпфером с цилиндром, расположенным на основном упругом элементе, узел компенсации вибропомехи выполнен в виде дополнительного упругого элемента с емкостным преобразователем, идентичным емкостному преобразователю основного упругого элемента, и связанного по линии приложения нагрузки с поршнем гидравлического демпфера, причем емкостные преобразователи включены в противоположные плечи мостового измерителя емкости,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Агейкин Д, И. и др. Датчики контроля и регулирования. М Машиностроение, 1965, с, 202 - 209.2. Авторское свидетельство Мо 440563, М. Кл б 01 6 7/ОО, 1972.овКорректоПодписно СССР итета ткрыт я наб ул. П д. 4/5 роектная, Составитель В Редактор С. Хейфиц Техред О. Луго Заказ 3449/35 Тираж 765 ЦН И И П И Государственного ком по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж - 35, Раушска филиал ППП Патентэ, г. Ужгород, иценко