Цифровая система автоматической регистрации веса

,.Я 01223045 А а)4 С 01 С 7/04 фР;г ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ" ц,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙРЕГИСТРАЦИИ ВЕСА(57) Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности ксистемам управления весами с элект(21) 3801905/24-10(56) Авторское свидетельство СССР В 960540, кл. С 01 С 7/04, 1980.Кнорринг В.Г. и др. Автоматическая коррекция аддитивной погрешности цифровых электронных весов. - Труды Ленинградского политехнического института, 1982, В 381, с. 88-92. ромагнитной компенсацией отклонениячувствительного элемента. Цель изобретения -повышение быстродействиясистемы. Устройство содержит компенсационную катушку 1. включенную черезключевой элемент 2 к источнику 3 тока, датчик 4 перемещения, преобразователь 5 напряжение - частота, реверсивный счетчик 6, Новым в устройствеявляется введение сумматора 7, задатчика 8, блока 9 последовательной коррекции, блока 10 интегрирования, второго преобразователя 11 напряжение -частота и элемента ИЛИ 12, связанныхмежду собой и другими элементами устройства определенным образом, чтопозволяет достичь поставленную цельизобретения. 1. з.п. ф-лы. 2 ил.23045 1 12Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к системам управления весами с электромагнитной компенсацией отклонения чувствительного элемента.Цель изобретения - повышение быстродействия системы.На Фиг. 1 показана функциональная схема цифровой системы автоматической регистрации веса; на фиг, 2 - схема интегрального двухполярного частотно- импульсного модулятора (вариант выполнения).Цифровая система автоматической регистрации веса содержит компенсационную катушку 1, включенную через ключевой элемент 2 к источнику 3 тока, датчик 4 перемещения, первый преобразователь 5 напряжение-частота, выходы которого подключены к реверсивному счетчику 6, сумматор 7, первый выход которого подключен к выходу датчика,4 перемещения, задатчик 8, выход которого подключен к второму входу сумматора 7, блок 9 последовательной коррекции, вход которого подключен к выходу сумматора 7, а выход - к входу первого преобразователя 5 напряжение - частота, блок 10 интегрирования, второй преобразователь 11 напряжение-частота и элемент ИЛИ 12, Первый выход первого преобразователя 5 напряжение-частота подключен также к первым входам блока 10 интегрирования и элемента ИЛИ 12, а второй - к второму входу блока 10 интегрирования, выход последнего подключен через второй преобразователь 11 напряжение-частота к второму входу элемента ИЛИ 12, выход которого подключен к управляющему входу ключевого элемента 2. Преобразователь 5 напряжение-частота может быть выполнен, например, по схеме фиг. 2 и содержать.интегратор 13, выход которого подключен к двум параллельным цепям, каждая из которых содержит несимметричные релейные элементы 14 и 15, соединенные последовательно соответственно с одновибраторами 16 и 17, элемент ИЛИ 18, входы которого соединены соответственно с выходами несимметричных релейных элементов 14 и 15, а выход- через одновибратор 19 к управляющему входу ключевого элемента 20, подключенного параллельно конденсатору 21 интегратора 13. При использовании в качестве второго преобразователя 11 напряжениечастота интегрального однополярногочастотно-импульсного модулятора,пре"5образователь 11 напряжение-частотаможет быть выполнен, например, такжепо схеме фиг. 2, но при исключенииэлементов 15, 17 и 18 и при непосредственном соединении выхода элемента1 О 14 с входом одновибратора 19,Система автоматической регистрации веса работает следующим образом,В исходном состоянии при отсутствии взвешиваемого груза в весоизмерительном устройстве с датчика 4 перемещения в сумматор 7 поступает сигнал О , который полностью компенсируется сигналом Ц с выхода задатчигка 8, Последний обеспечивает насто ройку системы в нулевом положении,что позволяет производить периодическую коррекцию, необходимость которой может возникнуть, например,вследствие механического износа весоизмерительного устройства. Поскольку сигнал О на выходе сумматора 7равен нулю, то сигнал на выходе блока 9 последовательной коррекции Отакже равен нулю. На выходе преобраЗОзоваеля 5 напряжение-частота отсутствуют импульсы. Соответственно равны нулю сигналы Ц , О и О на выьфходах соответственно блока 10 интегрирования, второго преобразователя11 напряжение-частота и элемента ИЛИ12. Ключевой элемент 2 находится вразомкнутом состоянии и в компенсационную катушку 1 ток от источника3 не поступает, Под воздействиемсилы весагруза происходит перемещение механической системы весоизмерительного устройства, которое регистрируется датчиком 4 перемещения.На выходе сумматора 7 возникает сигнал рассогласования, равный разности45между нулевым и действительным значением перемещения механическойсистемы с учетом заданного масштаба,Сигнал рассогласования 0 поступаетчерез блок 9 последовательной коррек 50 ции (сигнал О на выходе блока 9последовательной коррекции) на входпервого преобразователя 5 напряжение-частота. Структура блока последовательной коррекции определяется55 динамическими характеристиками системы и, в том числе, динамическимихарактеристиками механической системы весоизмерительного устройства, В3 1223045простейшем случае блок последователь- ность, вследствие чего импульсы вннои коррекции может представлять преобразователе 5 формируются одно- собой усилитель напряжения, исполь- вибратором 17, В целом частотно-имзуемый для настройки общего коэффи- пульсный модулятор образует пропорциента усиления следяЩей системы. циональный блок с погрешностью приб 5Так как предлагаемая цифровая сис- лижения, определяемой длительностью тема автоматической регистрации веса импульса и величиной ступеньки кван- является существенно нелинейной систе- тования, определяемой зоной нечувстмой из-за наличия частотно-импульс- вительности несимметричных релейных ной модуляции управляющего сигнала, 10 элементов 14 и 15. С соответствуюпри определенных характеристиках сис- щего выхода преобразователя 5 импультемы возможны автоколебания, умень- сы поступают на первый вход реверсившающие точность работы устройства. ного счетчика 6, где производится Благодаря наличию блока 9 последова- их суммирование, на первый вход бло тельной коррекции эти режимы могУт 1 ка 10 интегрирования и на первый быть исключены, например, при приме- вход элемента ИЛИ 12. Благодаря понении в его структуре псевдолинейных ступлению сигналаО на первыйбр ый вход корректирующих звеньев. С выхода бло- элемента ИЛИ 12 на выходе его возка 9 последовательной коррекции сиг- никает сигнал О , также представ 8 нал 0 поступает на вход первого пре ляющий собой последовательность имобразователя 5 напряжение-частота, пульсов, поступающих на управляющий преобразовывающего аналоговый сигналвход ключевого элемента 2. Происхо в последовательность модулирован- дит периодическое подключение комных по частоте и знаку импульсов. В пенсационной катушки 1 к источнику зависимости от знака рассогласования3 тока вследствие чего происходит импульсы на выходе преобразователя 5 перемещение механической системы вепоявляются на его первом или втором соизмерительного устройства в нуле- выходе, Частота импульсов на выходе вое полежение, преобразователя 5 пропорциональна В соответствии с описанной рабовеличине входного сигнала.30той элементов схемы в первоначал ыйьнПри выполнении,преобразователя 5 момент управления происходит по пропо схеме фиг. 2 его работа осуществ- порциональному закону, обеспечиваю- ляется следующим образом, щему быстродействие системы. Одноходной сигнал О поступает на временно сигнал О поступает а вход вход интегратора 13 и интегрируется, блока 10 интегрирования, на выходер достижении сигналом на выходекоторого возникает напряжени ц интегратора величиныопределяемой поступающее .на вход второго.преобранастройкой зоны нечувствительности зователя 11 напряжение-частота Сигсоответствующего по полярности сиг- нал О преобразуется преобразованала 0 несимметричного релейного эле- телем 11 в последовательность им40ь импульмента 14 или 15, последний срабатыва- сов 0 , - также поступающих на элеет, формируя на выходе кусочно-пос- мент ИЛИ 12. Последовательное вклютоянный сигнал, по переднему фронту чение блока 10 интегрирования и прекоторого осуществляется запуск соот- образователя 11 напряжение-частота ветствующего одновибратора 16 или 17, образует интегральный канал регулироа также одновибратора 19 благодаря вания, обеспечивающий отсутствие стапрохождению сигналов О или О, че- тической ошибки в работе системы. рез элемент ИЛИ 18 (сигнал О, на вы- При изменении знака сигнала 0 на ходе элемента ИЛИ 18) на вход одно- входе преобразователя 5 при переходвибратора. Одновибраторы 16 и 17 фор- ном процессе, начинают формироваться мируют импульсы, длительность которых импульсы О на втором выходе преобопределяется заданным коэффициентом разователя 5 поступающи р йя , поступающие на второй усиления и требуемой точностью вход реверсивного счетчика 6 импульизмерения веса г за. В перу . первоначаль- сов, которые вычитаются иэ предыдуный момент времени до первого момен- щей суммыще суммы, а также на второй вход та времени когда после воз ейсФ действия блока 10 интегрирования, вызывая55веса С груза механическая система уменьшение по абсолютной величиневпервые занимает нулевое положение, сигнала 0 на его выходе. Описанный сигнал О имеет положительную полярпроцесс повторяется до тех пор, пока1223045 КИПИ Заказ 1701/42 Тираж 7 Подписно лиал ППП "Патент", г. Ужгор Проектная, 4 система не приходит в состояние равновесия, при котором сигнал 0 на выходе сумматора равен нулю, а сила ве"са груза Г полностью компенсирует 1ся под воздействием"компенсационной,катушки 1, в которую поступает последовательность электрических импульсов постоянной частоты. Поскольку частота импульсов Г , поступающих в компенсационную катушку, про-.порциональна напряжению О на выходеблока 10 интегрирования, а напряжение О пропорционально количествуьимпульсов, зарегистрированных реверсивным счетчиком 6, то записанноечисло импульсов в счетчике 6 пропорционально весу груза. Точность регистрации веса определяется параметрами компенсационной катушки, парамет.рами источника тока, а также длительностью импульсов 0 , поступающихна управляющий вход ключевого элеомента 2,Технико-.экономическая эффективность изобретения заключается в повышении быстродействия системы регистрации веса. Формула изобретения 1. Цифровая система автоматической регистрации веса, содержащая компенсационную катушку, подключенную через ключевой элемент к источнику тока, датчик перемещений и первый преобразователь напряжение -частота, выходы которого подключенык входам реверсивного счетчика им- .пульсов, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения быстродействия, в нее. введены сумматор,первый вход которого подключен квыходу датчика перемещения, задат 1 О чик, выход которого подключен к второму входу сумматора, блок последовательной коррекции, вход которогоподключен к выходу сумматора, а выход - к входу первого преобразовате 15 ля напряжение - частота, блок интегрирования, второй преобразовательнапряжение - частота и элемент ИЛИ,причем первый выход первого преобразователя напряжение-частота дополнительно подключен к первым входамблока интегрирования и элемента ИПИ,а второй - к второму входу блока интегрирования, выход блока интегрирования подключен через второй пре 25 образователь напряжение-частота квторому входу элемента ИПИ, выходкоторого подключен к управляющемувходу ключевого элемента,2. Система по п.1, о т л и ч а ю 3 О щ а я с я тем, что первый преобразователь напряжение - частота выполнен в виде интегрального двухполярного частотно-импульсного модулятора, а второй преобразователь напря 35жение - частота - в виде интегрального однополярного частотно-импульсного модулятора.