Весы с электромагнитным уравновешиванием

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) 111) 04 151) 4 ТЕН подвеш флажок 17авод "Госм мещае и(74 Лен 5 это агруз ля по зводственноор" Е,И.Ден веса Ал благода распред дуцирую чика 8 Датчики ко Машино и д ия;142 ельство СС С 7/04, 1 МАГНИТНЫМ его выхпоследжазовомна входкоторый 5.АВНО(57) Изобретени мерительной тех к ве относит ике. Цел точности ь иэобретеПри откло емента 1,щую в проте магии- повышен 3 ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ) Ленинградскийинградского прообъединения пВибра(54) ВЕСЫ С ЭЛЕКТРВЕШИВАНИЕМе нении чувствительного нного на упругих опорах 4 и 5 7 датчика 8 отклонения перея относительно катушек 24 и о датчика, которые включены в чную цепь мультивибратора 20, мщения точности измерения амок 7 выполнен с окнами, ря которым происходит перееление магнитного потока, нищего в обмотках 29 и 30 датотклонения ЭДС, являющуюся одным сигналом. Этот сигнал преобразования в амплитудно- дискриминаторе 36 поступает регулирующего усилителя 4, устанавливает соответствуюичину компенсационного тока, ющего по катушке 9 электроого компенсатора 13. 3 ил.ЗО Изобретение относится к весоизмерительной технике.Цель изобретения - повышение точности5На фиг.1 показана схема весов с электромагнитным уравновешиванием; на фиг.2 - датчик отклонения; на фиг,З - флажок с магнитопроводом,Весы с электромагнитным уравновешиванием содержат чувствительный элемент 1 с грузоприемной площадкой 2 для взвешиваемого образца 3, закрепленный на упругодеформированных опорах 4 и 5, например упругих лен тах, заделанных в основание 6. К чувствительному элементу 1 прикреплен флажок 7, расположенный в зазоре датчика 8 отклонения. Подвижная катушка 8 совместно с магнитной систе мой 10, токопроводами 11 и 12 образует электромагнитный компенсатор 13, связанный с регулирующим усилителем 14. Весы также содержат отсчетный блок 15 с аналого-циФровым преобра зователем 16 и цифровым индикатором 17, опорный резистор 18, ограничители 19 перемещения чувствительного элемента 1. Кроме того, схема весов включает индуктивный мультивибратор 20, содержащий два транзистора 21, два резистора 22, два конденсатора 23, нагрузочную цепь которого образуют катушки 24 и 25 датчика 8 отклонения, 35Датчик 8 отклонения выполнен в виде Ш-образных магнитопроводов 26 и 27, которые жестко и симметрично закреплены на П-образном электропроводном корпусе 28, и катушек 24 и 40 30, расположенных на выступах 31 и 32 магнитопроводов 26 и 27.Для повышения чувствительности; весов флажок 7 выполнен в виде пластины, перекрывающей контур магнитопроводов 26 и 27 с катушками 24, 25, 29 и 30. Флажок 7 установлен в зазоре датчика 8 отклонения средним окном 33 напротив средних выступов магнитопроводов 26 и 27. Катушки 24 и 25 образуют цепь нагрузки мультивибратора 20 и соединены последовательно. Общая точка В катушек 24 и 25 и общая точка 34 эмитторной цепи мультивибратора 20 подключены кисточнику 35 стабилизированного напряжения. Точка А - начало катушки 24, точка С - конец катушки 25. Катушки 29 и 30 второго магнитопровода соединены последовательно-встречно. Начало точка Р) первой катушки 29 связано с входом амплитудно-фазовогодискриминатора 36. Начало (точка Р)второй катушки 30 связано с общейточкой схемы. Концы (точка Е) обеихкатушек 29 и 20 связаны с входомусилителя 37 опорного сигнала, выходкоторого подключен к управляющемувходу амплитудно-фазового дискриминатора 36.Для максимального уменьшения влияния паразитных (емкостных) параметров связи катушек 24 и 25 с сигнальными катушками 29 и 30 флажок 7 максимально перекрывает, контур магнитопроводов 26 и 27 с катушками 24 и 25,29 и 30, но при этом он содержит окна 33, 38 и 39. Высота Н, среднегоокна 33 больше высоты Н выступа 31на два хода флажка 2 дЬ, т,е. Н,== Н + .2 дЬ и среднее окно расположено симметрично среднему выступу.Высота Н= Н крайних окон 38 и 39больше половины высоты Н выступов31 и 32 на ход флажка дЬ, т,е.НН=Н =+ДЬ,а э 2Внутренние края 40 и 41 крайнихокон 38 и 39 совмещены с серединамикрайних выступов 31 м 32 магнитопроводов 26 и 27. Фиксирующие элементыкатушек 24, 25, 29 и 30 являютсяодновременно магнитопроводом.Весы работают следующим образом.На грузоприемную площадку 2 устанавливают взвешиваемый образец 3,и чувствительный элемент 1, подвешенный на опорах 4 и 5, смещается навеличину ДЬ. При этом в катушках24 и 25 датчика 8 отклонения, включенных в нагрузочную цепь индуктивного мультивибратора 20, протекает переменный ток, например, частотой250-300 кГц. Применение индуктивногомультивибратора 20 с источником 35стабилизированного напряжения повышаает коэффициент полезного действия работы первичных катушек 24 и 25. Протекание переменного тока по катушкам 24 и 25 возбуждает в Ш-образноммагнитопроводе 26 потоки переменногомагнитного поля, рассечение которыхчерез окна 33, 38 и 39 флажка 7создает наведенное во втором Ш-образ-.ном магнитопроводе 27 магнитные потоки, которые при симметричном расположении Ш-образных магнитопроводов26 и 27 индуцируют в обмотке катушек29 и 30 равные ЭДС, если нет смещения Флажка 7 относительно магнитопроводов 26 и 27, поскольку наведен 5ные магнитные потоки в крайних выступах магнитопровода 27 равны. Принагрузке 3 на грузоприемной площадке 2 чувствительный элемент 1 вместес Флажком 7 смещается на величинуьЬ, при этом верхнее окно 38 смещается вниз и увеличивает площадь открытой поверхности верхних выступовмагнитопроводов 26 и 27, нижнее окно39 перекрывает открытую площадь нижних выступов магнитопроводов 26 и27, открьтая площадь средних выступов не изменяется при любом положении Флажка 7.Следовательно, магнитный поток,проходящий через верхний выступ магнитопровода 27 увеличивается, а магнитный поток, проходящий через нижнийвыступ, уменьшается, следовательно,ЭДС катушки 29 увеличивается, а ЭДС 25катушки 30 уменьшается пропорционально смещению Флажка 7 Для повышениякрутизны и стабильности преобразования выходного сигнала датчика 8 отклонения в сигнал некомпенсации системы автоматического уравновешиванияприменен амплитудно-Фазовый дискриминатор 36,Последующее преобразование выходного сигнала датчика 8 на амплитуд 35но-фазовом дискриминаторе 36 сводитсяк умножению выходного сигнала науправляющее напряжение с выхода усилителя 37 опорного сигнала. В результате этого на выходе дискриминатора36 Формируется напряжение постоянного тока, величина которого пропорциональна приращению ЭДС в катушках 29и 30 или смещению Флажка 7 датчика 8,а знак - направлению перемещенияфлажка, Этот сигнал, поступая навход регулирующего усилителя 14 управляет величиной его выходного компенсационного тока, устанавливая егопропорционально взвешиваемой массе,и как только он достигает этой величины, флажок 7 возвращается в исходное положение и сигнал с выходаамплитудно-фазового дискриминатора36 равен нулю, чувствительный элемент с помощью компенсационного токд возвращается в исходное положение и значение взвешиваемой массы образца 3 считывается с цифрового индикатора 17.Ф о р м у л а и з о б р е т е н и яВесы с электромагнитным уравновешиванием, содержащие чувствительный элемент, на котором закрепленфлажок, расположенный в зазоре междудвумя Ш-образными мдгнитопроводдмидатчика отклонения, на которых размещены две пары катушек, регулирующий усилитель, выход которого подключен к катушке электромагнитногокомпенсатора, соединенной с отсчетным блоком, и источник питания,отличающие с я тем, что,с целью повьшения точности, в нихвведены мультивибрдтор, амплитуднофазовый дискриминатор и усилительопорного сигнала, а Флажок выполненв виде пластины с тремя окнами,ширина каждого из которых равна шириневыступов Ш-образного мдгнитопровода,среднее окно выполнено с высотой,большей высоты среднего выступа Ш-образного мдгнитопровода на два ходафлажка и расположено симметрично относительно этого выступа, высотакрайних окон больше половины высотыкрайнего выступа 111-образного магнитопровода на ход Флажка, а внутренние края этих окон совмещены с серединами соответствующих крайних выступов, причем две катушки одного из.111-образных магнитопроводов соединены последовательно и своими концами,подключены к выходу мультивибратора,а общей точкой - к одному полюсу источника питания, другой полюс которого соединен с входом мультивибратора, две катушки другого Ш-образногомагнитопровода соединены последовательно встречно и точка -их соединения подключена через усилительюпорного сигнала к одному входуамплитудно-фазового дискриминатора,другой вход которого соединен с концом одной из этих обмоток, д выход - подключен к входу регулирующего усилителя,1478050 2 Ф 2 Фм орректор М, Самборская едактор В.Петр одписноенияи и открытиям прн ГКНТ наб.д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уагород гарина, 101 оставитель В.Ширшоехред А.Кравчук. Заказ 2352/40 Тираж 661ВНИИПИ Государственного комитета но изобрете113035, Москва, 3-35, Раушск 7 3