Электромагнитные весы

Союз Советских Социалист ическнк Республнк(51)М. Кл, С 01 С 7/04 Государственный комитет СС.С Р по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Ленинградский политехнический инстит им М,И. Калинина(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВЕСЫ Изобретение относится к технике измерения массы, а более конкретно к точным весам с электромагнитным уравновешиванием;Известны электромагнитные весы, содержащие две подвижные катушки, расположенные в зазоре магнитной системы и связанные с двумя преобразователями некомпенсации и двумя электрическими системами уравновешивания (1 .Однако известные весы имеют не-. достаточную точность.Наиболее близкими по технической сущности к предложенному являются электромагнитные весы, содержащие упруго подвешенный чувствительный элемент с грузоприемной чашкой, связанный с системой уравновешивания в вфде катушки силовой компенсации, расположенной в поле магнитной системы, источника линейного изменяющегося тока, стабилизатора тока тары, блока управления с его ключом и коммутатором и эталонную катушку опорного веса с ееисточником тока икоммутатором 21.Однако указанные весы также имеют ограничения по точности, обусловленные погрешностью чувствительности от дрейфа нуля, вызываемого эталоннойсистемой, а также сложны по конструкции и имеют низкую технологичность 5из-за наличия второй эталонной катушки системой ее подвески, второй электрической схемой уравновешивания, датчиком перемещения эталонной катушкии т,д.ОЦель изобретения в .повышение точности и надежности весов.Цель достигается тем, что весыснабжены дискриминаторами верхнегои нижнего по оси действия силы тяжести положения эталонной катушки, 15 фиксатором нижнего положения чувствительного элемента, при этом дискриминаторы верхнего и нижнего положения соединены через блок управления с управляющими входами коммутато ра и источника линейно изменяющегосятока, соединенного через ключ с катушкой силовой компенсации, причемдискриминатор нижнего положения контактирует с посадочными упорамичувствительного элемента.На фиг. 1 схематически изображеныэЛектромагнитные весы; на фиг. 2диаграмма, поясняющая их работу,Весы содержат чувствительный элеЗ 0 мент 1 с грузоподъемной чашкой 2 дляизмеряемого груза 3 с массой в,систему упругой подвески 4 чувствительного элемента 1, упоры 5 наэталонной катушке 6 дискриминаторанижнего положения катушки, силовуюкатушку 7, расположенную в серединерабочего зазора магнитной системы,с полфгсными наконечниками 8, магнитопроводом 9 и постоянным магнитом10.Чувствительный элемент 1 расположен на упорах 11 Фиксатора его нижнего положения и вывешивается с помощью стабилизированного тока 1,подаваемого в катушку 7 от стабилизатора 12 тока тары, Эталонная катушка б расположена в краевой области зазора в крайнем верхнем положении, зафиксированном упорами 13 дискриминатора верхнего положения катушки с помощью постоянного тока отисточника 14, соединенного с катушкой б через коммутатор 15. Упоры5 и 13 с соответствующими им посадочными упорами (пластинами) на чувствительном элементе 1 и эталонной катушке б образуют контактные парыподключенные ко входамсхемы 16 управления, Формирующей управляющиеимпульсы напряжения. Один из выходов17 схемы 16 управления соединен суправляющим входом ключа 18, который Зокоммутирует выход источника 19 (генератора) линейно возрастающего токас силовой катушкой 7, а также стактовым входом источника 19 тока.Другой выход 20 схемы 16 управления соединен с управляющим входомкоммутатора 15. Выход 17 являетсяодновременно выходом временныхинтервалов предлагаемого устройства. Входы ключа 18 и источника 19 соединены с,пусковой кнопкой 21, фор Омирующей сигнал на начало измерения.Упоры 11 электрически соединены совходом индикатора 22 вывешиваниятаоы.Работа весов осуществляется следующим образом,В исходном положении при Рх = 0катушка б опорного веса находйтсяв крайнем верхнем положении и прижата током 1 Р при включенном ком Омутаторе 15 к упорам 13. Ток 1стабилизатора 12 тары регулируетсядотех пор, пока чувствительныйэлемент не снимается с упоров 11,о чм свидетельствует индикатор 22разйыкания контактов упора 11 с чувствительным элементом 1.После того, как тара вывешена,нажатием кнопки 21 "ПУСК", коммутатор 15 выключает ток 1 Р и катушка бопускается на чувствительный элемент 601, фиксируя на нем свое положение внаправляющих упорах 5. При замыкании контактной пары 5 Формируетсявсхеме 16 управления импульс замыкания ключа 18 и начала Формирования 65 линейно возрастающего тока в генераторе 19, Ток 1 л в катушке б (Фиг.2)линейно растет и вместе с ним линейновозрастает усилие Рл = к В 1 л в течение времени Ьс, (где: - длинавитков катушки; Во - индукция), довеличины равной Рл, = Ро, когда чувствительный элемент 1 вместе с опорным весом Ро поднимается в верхнеекрайнее положение и фиксируется в нем,в момент времени с (фиг, 2) по замыканию контактной нары упора 13.Схемой 16 формируется сигнал, по которому ключ 18 закрывается, катушка7 обесточивается, а катушка б запитывается через коммутатор 15 от источника 14 тока, оставаясь в верхнемположении.Чувствительный элемент 1 опускается на упоры 11, и на чашку 2 весовустанавливается измеряемый вес Р .После нажатия кнопки 21 "ИЗМЕРЕНИЕ"ключ 18 замыкается и в момент времени сЗ запускается генератор 18(Фиг. 1) линейно изменяющегося тока1 л в катушке 7. Электромагнитноеусилие Рл = С.,ВО 1 л линейно возрастает в течение времени ьс, покаусилие Р не достигнет велйчины Р,и чувствительный элемент,. перемещаясь вверх, замыкает контактнуюпару с упором 5. При этом схема 16формирует импульс с 4, по которомуключ 18 размыкается, а генератор 19прекращает формирование линейноизменяющегося тока 1 л и чувствительный элемент 1 опускается в нижнееположение на упоры 11.Выходные интервалы времени дскби дс далее измеряются и запоминаются. Таким образом, в течение первого такта "измеряется" опорный вес.Ро Рл к Во 1 л кВо Ки дскбгде К = - о - чувствительность гене 1 оИ= с,ратора (постоянная интегратора тока).В течение второго такта измеряется весРх= Рла = -кВо 1 л- к ВоКидсйИзмеряя отношение временных интервалов, находимдса РК = Ро т.е. дс измеряемый вес Рхпропорционален отАсю ношению временных интервалов м и не зависит ни от магнитной индукции Во, ни от коэффициента преобразования Кн.Электромагнитные весы просты по своей конструкции и имеют малую погрешность измерения по сравнению с известными.Формула изобретенияЭлектромагнитные весы, содержащие упруго подвешенный чувствитель838389 Я уу lфел1 Изнурение ф ираж 702 . Подпис НИИПИ Заказ 4407/58 илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная ный элемент с грузоприемной чашкой,связанный с системой уравновешивания в виде катушки силовой компенсации, распсложенной в поле магнитной системы источника линейно изменяющегося тока, стабилизатора токатары, блока управления с его ключоми коммутатором и эталонную катушкуопорного веса с ее источником тока1и коммутатором, о т л и ч а ю щ ие с я тем, что, с целью повышенияточности и надежности, они снабженыдискриминаторами верхнего и нижнегопо оси действия силы тяжести положения эталонной катушки, фиксаторомнижнего положения чувствительного элемента, при этом дискриминаторы,верхнего и нижнего положения соединены через блок управления с управляющими входами коммутатора и источника линейно изменяющегося тока, сое 5 диненного через ключ с катушкой силовой компенсации, причем дискриминатор нижнего положения контактируетс посадочными упорами чувствительного элемента.1 О.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 9 3688854,кл. 177-164, 1972.2. Патент США 9 3.786.883,кл, 177-164, 1974 (прототип).