Цифровые весы

1 135223Изобретение относится к информационно. -измерительной технике и может найти применение в различных областях, связанных с измерением массыстел.Цель изобретения - повышениебыстродействия весов путем непосредственного преобразования сигнала некомпенсации в сигнал уравновеши- Ования,На фиг. 1 изображена структурнаясхема весов;на фиг.2 и 3 - функциональная схема устройства синхронизациии его временная диаграмма.Весы содержат чувствительный элемент 1 с грузоприемной площадкой 2 игрузом 3, систему 4 подвески, преобразователь 5 некомпенсации, состоящий из светодиода 6, фотоприемника 7и щелевой диафрагмы 8, магнитнуюсистему 9, состоящую из постоянногомагнита 1 О и измерительной катушки 11,регистр 12, управляемый генератор 13,делитель 14 частоты, опорный генератор 15, циклический счетчик 16, компаратор 17, ключ 18, источники токакомпенсации груза 19 и компенсациитары 20, сумматор 21, устройство 22синхронизации, состоящее из двух элементов И 23, 24 и регулируемого одновибратора 25, и отсчетное устройство 26.Чувствительный элемент 1 механически связан с измерительной катушкой 11 магнитной системы 9. Выходпреобразователя некомпенсации 5 соединен с входом управляемого генератора 13. Выход опорного генератора 15подключен через циклический счетчик 16, фазовый компаратор 17,ключ 1840и сумматор 21 к выводу измерительнойкатушки 11 магнитной системы 9. Выходы источников тока компенсации груза 9 и компенсации тары 20 соединены соответственно с вторыми входами45ключа 18 и сумматора 21Информационный выход циклического счетчика 16соединен через регистр 12 с одноименным входом отсчетного устройства 26,а выход управляемого генератора 13подключен к входу делителя 14 частоты, выход которого соединен со вторымвходом фазового компаратора 17 и первым входом устройства синхронизации22, подключенного своим вторым входоми выходом соответственно к выходуопорного генератора и счетному входурегистра 2. 3 2Первый вход устройства синхронизации 22 соединен с первым входом второго элемента И 24, выход которогоподключен к выходу устройства 22 синхронизации и входу регулируемого одновибратора 25, подключенного своимвыходом к первому входу первого элемента И 23, а второй вход устройствасинхронизации 22 соединен с вторымвходом элемента И 23, выход которогоподключен к второму входу элемента И 24.Весы работают следующим образом.Предварительно в процессе изготовления и поэлементной .настройки весовчастоту управляемого генератора 13К регулируют при нулевом управляющем напряжении до выполнения условияЙг Йои 16где Г - частота следования импульсов на выходе опорного генератора 15;И И, - числа импульсов на выходахсоответственно делителя 14частоты и циклического счетчика 16,Выходной ток источника 20 токакомпенсации тары регулируют при отсутствии груза 3 на грузоприемнойплощадке 2 и запертом ключе 18 до достижения равновесия подвижной частивесов, при котором выходное напряжение преобразователя некомпенсации 5Цщ равно нулю.При включении настроенных такимобразом весов между сигналами равныхфчастот -и в - - на входах фазо 11111 бвого. компаратора 17 вначале возникает произвольный фазовый сдвиг, и импульсы на первом входе фазового компаратора 17 оказываются задержаннымипо отношению к импульсам на его втором.входе, следующим с постоянным пе 6риодом Т = -- в некотором интервао .ле. На выходе ключа 18 получают импульсы тока, создающие в катушке 11компенсатора дополнительную силу,пропорциональную среднему току 1 о ТПри этом равновесие нарушается, становится Б0 и частота Г возрастает, что приводит в свою очередь куменьшению задержки С и уменьшениюасреднего тока 1 -- . Этот процесс заТ1ЦиФровые весы, содержащие чувствительный элемент с грузоприемной площадкой и системой подвески, пре О образователь некомпенсации, магнитнуюсистему, механически связанную с чувствительным элементом, отсчетное устройство, управляемый генератор, опорный генератор, циклический счетчик, фазовый компаратор, ключ, источники тока компенсации груза и компенсации тары и сумматор, причем выход преобразователя некомпенсации соединен с входом управляемого генератора, выход опорного генератора подключен через циклический счетчик, фазовый компаратор,-ключ и сумматор к входу магнитной системы, а выходы источников тока компенсации груза и компенсации 55тары соединены соответственно с вторыми входами ключа и сумматора, о тл и ч а ю щ и е с я тем, что, с целью повышения быстродействия путем непосредственного преобразования 3 13канчивается, когда устанавливается= О, ц = 0 и частота Гвозвращается к первоначальномузначению,что является исходным состоянием дляпоследующего взвешивания.В режиме измерения, при установлении груза 3 массой ш = .Сопя нахгрузоприемную площадку 2, чувствительный элемент 1 смещается, на выходе преобразователя некомпенсации 5появляется сигнал, в результате чегона выходе делителя 14 частоты частота Явь,х становится равной Гвоях,Вых + х х где д Гх - приращениечастоты, пропорциональное значениюсигнала разбаланса.При изменении частоты Еотносительно Г , меняютсявых, выхфазовые соотношения между последовательностями импульсов, следующих повыходам элементов 14 и 16. Фазовыйсдвиг на входе фазового компаратора 17 (а значит и средний ток в катушке 11) нарастает до тех пор, покачувствительный элемент 1 не займетисходное состояние. При этом установится равенство Г ы = Г ы , ЬГх- 0 и накопленный за время переходного процессафазовый сдвиг ь Ч=еер27 йхде на выходе фазового комо ье,паратора 17 станет равным 2 х в - - .ТУстановившийся фазовый сдвиг преобразуется в код с помощью устройства 26синхронизации и регистра 27.При отсутствии сигнала на выходеэлемента И 24 1 фиг. 2) на выходе регулируемого одцовибратора 25 устанавливается разрешающий потенциал 1И 1и от опорного генератора 15 черезэлемент 23 на вход элемента 24 поступают импульсы опорной частоты, В момент появления импульса на выходе делителя 14 на выходе элемента 24 появляется синхроимпульс, запускающий одновибратор 25, который устанавливаетпотенциал "0" на входе элемента 23,в результате чего на выходе элемента 23 устанавливается сигнал "О" ина выходе элемента 24 импульсы отсутствуют. Постоянная времени одновибратора 25 определяет таким образом время индикации, а возможность регулирования одновибратора 25 позволяет изменять время индикации. При такомспособе получения цифрового отсчетакод в циклическом счетчике 16 подобенточной линейке, число градаций кото 522334рой равно М , начало счета синхронизировано с началом интервала с, аконец интервала ЬС засекает на этойлинейке кодовую комбинацию ЬМ, соот 5ветствующую Ь , которая и индицируется на отсчетном устройстве 28.Чтобы получить необходимую точность отсчета, емкость циклическогосчетчика 16 необходимо выбирать исходя из заданной цены деления и пределов измерения весов. При этом частота сигнала на входе фазового компаратора 17 равна частоте опорного генератора 15, деленной на максимальноезначение емкости циклического счетчика 1 б. Частота следования импульсовна входе фазового компаратора 17, определяется из соотношения между частотой следования импульсов и собственной частотой подвижной части ве-ссов, чтобы обеспечить малую погрешность от пульсаций на выходе весов(погрешность в пределах разрешающей25 СПОСОбНОСТИ)Например, при М, = 1 О (пять знаков отсчета весов), Гвь 1 х = 100 Гц,Е = 10 Гц, й ы = 1 ОО Гц и при исвых,пользовании стандартного управляемогогенератора 13 ПНЧ типа КР 108 ПП 1 с3начальной частотой 1 О Гц, Мд = 10В номинальном режиме работы ПНЧ дрейфнуля весов минимален. Формула изобретения3513522 сцнхр. Р 7 сйц г.2 Р юя цндикации Фиг. 5 Составитель С, Ша Техред М.Моргента едактор М.Товтин Корректор И.Муска аз 5553/36 ираж 694 рственного козобретений иЖ, Раушска Т Го суда елам иодписн тета СССкрытийнаб., д. по113035,фическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проект Производстве о 4 сигнала некомпенсации в сигнал управления, в них введены регистр, делитель частоты и устройство синхронизации, причем информационный выход циклического счетчика соединен через регистр с одноименным входом отсчетного устройства, а выход управляемогогенератора подключен к входу делителя частоты, выход которого соединенс вторыми входами фазового компарато- Ора и первым входом устройства синхронизации , подключенного своимвторым входом и выходом сост.,ветственно к выходу опорногогенератора и счетному .входу 5регистра. 33 62. Весыпо п. 1, отличающ и е с я тем, что их устройство синхронизации содержит первый и второй элементы И и регулируемьш одно- вибратор, причем первый вход устройства синхронизации соединен с первым входом второго элемента И, .выход которого подключен к выходу устройства синхронизации и входу регулируемого одновибратора, подключенного своим выходом к первому входу первого элемента И, а второй вход устройства синхронизации соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к второму входу второго элемента И.