Устройство для измерения усилий

) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗЮРЕНИЯ УСИатик ь ССС1970ССР1976 мируе изме пазо о ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГ)О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИК АВТОРСКОМУ СВИ(71) Киевский институт автоим. ХХЧ съезда КПСС(56) Авторское свидетельствУ 369500, кл. С 01 К 15/08,Авторское свидетельствоВ 718721, кл. С 01 С 19/28,(57) Изобретение относится строению. Цель изобретения ние устройства и повьппение дежности. Работа устройств на на принципе компенсации мого усилия усилиями компе отрицательной камере 22. В хода измерителя 1 фор,ние, являющееся усилия рабочего к приборо - упрощеего на- основа- измеряесатора в линии вы ся давлеяемого а измере140483.1 ния. Подциапазоны измерения переключаются переключателем 14 в прямом и, обратном направлениях. Импульсы элементов 36 и 37 формируют последовательно сигналы в линиях выхода цепоИзобретение относится к приборостроению и может быть использовано впервичных измерительных преобразо"вателях, например в весоизмерителях.Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его надежности.На чертеже представлено предлагаемое устройство,Устройство содержит измеритель 1,вход которого соединен с линией 2измеряемого усилия, компенсационныйвход - посредством нормально замкнутого контакта 3 с входом компенсато,ра 4 измеряемого усилия, который состоит из двух параллельно включенныхповторителей 5 и 6 с положительнымии отрицательными сдвигами, выходы которых соединены через нормально разомкнутые контакты 7 и 8, коммутатора 9, емкость 10 и повторитель 11 скомпенсационным входом измерителя 1.Давление питания к повторителю 11подключено через постоянное сопротивление 12, Выход измерителя 1 соединен с входами блока 13 индикаторови переключателя 14 поддиапазонов измерения, выходы которого связаны суправляющими входами блока 13 индикаторов. Два дополнительные выхода 30переключателя 14 соединены с управляющими входами коммутатора 9 и посредством элемента ИЛИ 15 с управляющим входом нормально замкнутого контакта 3. Измеритель 1 содеРжит пневматический сумматор 16, включенныйс помощью постоянного сопротивления17, усилителя 18 мощности и делителей 19 и 20, связанных с камерой 21отрицательной обратной связи по схеме пневмоуаилителя, измерительныйвход которого соединен с входом измерителя 1, отрицательная камера 22связана с компенсационным входом измерителя 1. Блок 13 индикаторов содержит четыре (по числу поддиапазонов)индикатора 23-26 .соответствующих шкал чек переключателя 14 и с помощью коммутатора 9 устанавливают компенсационное давление в отрицательной камере 22 сумматора 16, создающее компенсационное усилие. 1 ил. 27 - 30 поддиапазонов измерения. Входблока 13 связан со стрелкой 31 показывающей, а управляющие входы - с соответствующими индикаторами 23 - 26.Переключатель 14 поддиапазонов измерения содержит два элемента 32 и 33сравнения, одни разнополярные входыкоторых соединены с выходами соответ"ствующих задатчиков 34 и 35 давленийверхнего (0,1 МПа) и нижнего (0,02 МПа)уровней срабатывания, другие - с входом переключателя 14, Выходы элементов 32 и 33 сравнения, посредствомсоответствующих импульсаторов 36 и 37с.переменными сопротивлениями 38 и 39,связаны с дополнительными выходами переключателя 14 и одними входами элементов И параллельно включенных цепочек переключения, число которых равно количеству поддиапазонов измерения. Каждая цепочка, кроме первой, содержитпо два элемента И - 40 и 41, 42 и 43,44 и 45 и по одному элементу 46 и 47или 48 памяти, Каждая цепочка, кромепоследней, включает в себя по одномуэлементу ЗАПРЕТ 49 и 50 или 51 и одному размыкателю 52 - 54, связанномувыходом посредством емкостей 55 - 57с другим входом элемента И 40 или 42своей цепочки и другим входом элемента И 41 и 43 или 45 последующей цепочки, Выходы первых элементов И 40,42 и 44 соединены с управляющимивходами "Стирание" соответствующихэлементов 46 - 48 памяти, а выходывторых элементов И 41, 43 и 45 связаны с входами "Запоминание" соответствующих элементов 46 - 48 памяти, выходы которых подключены к входам элементов ЗАПРЕТ 50 или 51 своих цепочеки управляющим входам элементов ЗАПРЕТ49 " 51 предыдущих цепочек. Вход элемента ЗАПРЕТ 49 первой цепочки связан с линией питания воздухом. Выходыэлементов ЗАПРЕТ.49 " 51, являющиеся40 з 404выходами цепочек и переключателя 14,связаны с входами соответствующих .раэмыкателей 52 - 54, управляющиевходы которых посредством элементаИЛИ 58 подключены к выходам импульсабторов 36 и 37 Выход последней цепоч"ки и переключателя 14 соединен с выходом элемента 48 памяти и другимвходом первого элемента И 44 последней четвертой цепочки.Устройство работает следующим образом.Работа устройства основана напринципе компенсации измеряемого усилия усилиями компенсатора в отрицательной камере 22 и выхода измерителя 1 через делители 19 и 20 в камере 21 отрицательной обратной связи.В линии выхода измерителя 1 формируется давление Р , являющееся меьыхрой измеряемого усилия рабочего поддиапазона измерения.Рных К( Рк)где Р - измеряемое усилие в линии 2;Р - компенсационное усилие вкотрицательной камере 22 сумматора 16;К - коэффициент усиления пневмоусилителя, устанавливаемыйпеременным сопротивлением 20.Диапазон измеряемого усилия Рразбивают на п одинаковых поддиапазо.нов измерения, каждый усилием Ь РРмамс и Ь Р Рмм (ш 1) Ь Ргде ш - номер рабочего поддиапазонаизмерения,Таким образомРых КГР (ш 1) ЬР 101( дР.Пневмоусилитель настраивают переменным сопротивлением 20 так, чтобыприй = О, Рцы = 0,02 МПау , 45На выходе повторителей 5 и 6 устанавливают положительный (+ЬР) и отрицательный (-ЬР) сдвиги давлений,создающие в камере 22 усилия ЬР или-ЬР. Шкалы 27 - 30 четырех поддиапаэонов измерения размечены следующимобразом:шкала 27 - 0 - ЬР;28-ЬР " 2 ЬР5529- 2 ЬР дР;30-3 ЬР-РУсилия Р, 2 ЬР, ЗЬР формируютсякомпенсационными давлениями соответ 831 4стввнно ЬР 2 Ь Р и 3 ЬР в отрицательной камере 22 сумматора 16.Переключение поддиапазонов измерения производится переключателем 14 в прямом и обратном направлениях. Переключение в прямом направлении (от первого до четвертого поддиапазона) происходит прии возникшем в связи с этим импульсе установленной длительности на выходе элемента 36. Переключение в обратном направлении (от четвертого до первого поддиапазона) происходит приы0,02 ИПаи реализуется импульсом элемента 37 переключателя 14. Импульсы элементов 36 и 37 формируют последовательно сигналы в линиях выхода цепочек пе-, реключателя 14 и с помощью коммутатора 9 устанавливают компенсационное давление Рк в отрицательной камере 22 сумматора 16, создающее компенсационное усилие Г, Во время установления компенсационного давления Р импульс с выхода одного из элементов 36 или 37 контактом 3 отключает камеру 22 от входа компенсатора 4 и соединяет его выход с камерой 22 коммутатором 9, а в переключателе 14 отключается связь линии выхода цепочек с другими входами всех элементов И 40 - 45, при этом сигнал выхода одной из цепочек "запирается" в другом входе первого элемента И 40 или 42 своей цепочки посредством емкости 56 или 57 и в другом входе второго элемента 41 и 43 или 45 последующей цепоч- ки посредством емкости 55, 56 или 57.При работе устройства на первом подциапазоне измерения (ш=1, 0 6 РЬРР = 0) дискретный сигнал "1" в линии выхода первой цепочки "зажигает" индикатор 23 шкалы 27 первого поддиапазона измерения. Показания стрелки 31 отсчитываются по шкале 27, При переходе на второй поддиапазон (ш = 2, Л Р й Р 6 2 6 Р) импульс выхода элемента 36 формирует сигнал на выходе элемента И 41, который в свою очередь устанавливает сигнал с запоминанием на выходе элемента 46 памяти. Исчезает сигнал в линии выхода элемента ЗАПРЕТ 49 первой цепочки (гасится индикатор 23) и возникает сигнал в линии выхода элемента ЗАПРЕТ 50 второй цепочки, "загорается" индикатор 24 шкалы 28 второгоподдиапазона измерения. Одновременно давление Р выходаповторителя б с положительным сдвигом через замкнутый импульсом элемента Зб контакт 75 устанавливается в отрицательной камере 22 сумматора 16. Компенсационное давление Р = Ьр, давление Р опуф Вых скается до нижнего уровня, исчезает импульс элемента 36, стрелка 31 опус кается до нижних значений шкал 27 - 30 и показывает давления, которые следует считывать по шкале 28 второго поддиапазона. Переход на третий поддиапазон (т=3, 2 Ь Р ( Р3 Ь Р) сопровождается формированием импульсом элемента Зб сигнала на выходе элемента И 43, который устанавливает на выходе элемента 47 команду с запоминанием, устраняющую сигнал в линии выхода элемента ЗАПРЕТ 50 второй цепочки ("гасится" индикатор 24) и формирующую его в линии выхода третьей цепочки сигналом элемента ЗАПРЕТ 51. Загорается индикатор 25 шкалы 29 третьего поддиапазона, Одновременно давление 2 р выхода повторителя 4 через замкнутый импульсом контакт 7 устанавливается в отрицательной камере 22 сумматора 16. Компенсационное давление Рк становится равнымкз2 ь р, давление Р , опускается до нижнего уровня, исчезает импульс элемента 36, стрелка 31 опускается до нижних значений шкал 27 - 30 и показания ее следует считывать по шкале 29 третьего поддиапазона измерения, Таким же образом происходит переключение на четвертый поддиапазон (ш = =4, 3 Ь РР 6 Р). Сигнал выМаКСхода элемента 48 памяти и последнего поддиапазона, установленный командой выхода элемента И 45, устраняет сигнал выхода элемента ЗАПРЕТ 51 третьей цепочки ("гасится" индикатор 25) и "зажигает" индикатор 26 шкалы 30 четвертого поддиапазона, При этом компенсатор 4 устанавливает Рк = 3 Ь рАналогично происходит обратное переключение шкал поддиапазонов измерения при Р ых ( 0,02 МПа. Например, пе 50 реключение с третьего поддиапазона на второй происходит так: импульс элемента 37 формирует сигнал на выходе элемента И 42, который устраняет команду выхода элемента 47 памяти, в ре-, зультате чего исчезает сигнал в линии выхода элемента ЗАПРЕТ 51 третьей цепочки ("гасится" индикатор 25) и возникает в линии выхода элемента ЗАПРЕТ 50 второй цепочки, 11 загорается" индикатор 24 шкалы 28 второго поддиапазона измерения. Одновременно давление ьр выхода повторителя 5 с отрицательным сдвигом через замкнутый импульсом контакт 8 устанавливается в отрицательной камере 22 сумматора 16 и формирует там Рк, равное Ьр. Давление Р поднимается до верхнего уровня, ВЫхисчезает импульс на выходе элемента 37, стрелка 31 поднимается до верхних значений шкал 27 - 30 и ее показания следует отсчитывать по шкале 28 второго поддиапазона измерения,Формула и з о б р е т е н и еУстройство для измерения усилий, содержащее измеритель в ниде пневмоусилителя, положительный вход которого связан с линией измеряемого усилия, компенсационный вход - с компенсатором усилия посредством коммутатора, а выход соединен со стрелкой блока индикаторов и входам переключателя поддиапазонов измерения, состоящим из цепочек переключения и двух элементов сравнения, одни разнополярные входы которых подключены к выходам задатчиков давлений верхнего и нижнего уровней срабатывания, другие - с входом переключателя, вы- ходы которого подключены к управляющим входам блока индикаторов, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и увеличения его надежности, компенсатор усилия выполнен в виде двух параллельно включенных повторителей с положительным и отрицательным сдвигами, входы и выходы которых соединены с компенсационным входом измерителя; входы - посредством нормально замкнутого контакта, выходы - посредством двух нормально разомкнутых контактов коммутатора, емкости и повторителя, при этом в переключатель поддиапазонов измерения введены два импульсатора, связанных входами с выходами соответствующих элементов сравнения, а выходами - с входами цепочек переключения и двумя дополнительными выходами переключателя, соединенными с управляющими входами коммутатора и посредством элемента ИЛИ - с управляющим входом нормально замкнутого контакта.