Устройство для измерения массы

(50 4 С 01 С 3/16 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ния п ют. 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-исследовательский и конструкторский институт испытательных машин, приборов и средств измерения масс(56) Авторское свидетельство СССР В 1118869, кл. С 01 С 3/16, 1983.Авторское свидетельство СССР В 1476332, кл, С 01 С 3/16, 1983, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ (57) Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для прецизионного взвешивания твердых предметов. Цель изобретения - повышение надежности за счет увеличения динамической стойкости 2при одновременном расширении предела измерений. На торцах силочувствительных кварцевых резонаторов 5, выполненных в виде линз, установлены дополнительная нагрузочная 8 и опорная 11 платформы с фиксаторами 9, 12 и указателями 10, 13 положения. Устанавливаемый на нагруэочную платформу 7 груз создает в резонаторах 5 механическое напряжение, вызывающее изменение частоты колебаний. С выхода сумматора 16 на цифровой индикатор 17 поступает электрический сигнал с суммарной частотой, При изменении от действия внешних факторов величины силочастотного коэффициента перемещают платформы 8 и 11 на угол, отсчитываемый с помощью указателей 10 и 13 положе о отсчетной шкале 14 и фикси- РУ ил1530934Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для прецизионного взвешиваниятвердых предметов.5Цель изобретения - повышение надежности эа счет увеличения динамической стойкости и расширение пределаизмерения за счет обеспечения возможноГти выбора нагрузочной оси.10На чертеже показана схема устройства для измерения массы,Устройство содержит основание 1,корпус 2 с экранирующими разделительными перегородками 3, образующими полости 4, в которых установлены силочувствительные кварцевые резонаторы5, выполненные по форме в виде линз,на центральные части которых нанесенывозбуждающие электроды 6, нагруэочнаяплатформа 7,На торцовых частях силочувствительных кварцевых резонаторов 5 установлены дополнительная нагрузочнаяплатформа 8 с фиксатором 9 и указателем 10 положения, опорная платформа 11 с фиксатором 12 и указателем13 положения, На корпусе 3 укрепленаотсчетная шкала 14, с помощью которой производится установка в заданное положение (на заданный угол) дополнительной нагрузочной 8 и опорной11 платформ посредством соответствующих указателей 10 и 13 положения,Возбуждающие электроды 6 силочувствительиых кварцевых резонаторов 5подключень 1 к входам соответствующихэлектронных возбудителей 5, выходыкоторых соединены с входами сумматора 16, выход которого подключен к40входу цифрового индикатора 17На чертеже приведены следующиеобозначения: 00 - нагрузочная ось(продольная);ИВ - направление местной вертикали и- нагрузочнаяось (поперечная).Работа устройства основана на прямом и обратном эффектах и силочастотном эффекте.50Перед началом работы подают электрическое напряжение на электронные блоки - электронные возбудители 15, сумматор 16, и цифровой индикатор 17,Для измерения массы груза (не показан) устанавливают, например, устрсйство вертикально таким образом, чтобы нагрузочная ось 00 совпадала6с направлением местной вертикали Х 1 Груз устанавливают на нагрузочной платформе 7, который под действием гравитационного поля создает усилиеи шдгде Г - усилие;ш - масса измеряемого груза;гравитационная постоянная,Усилие создает в силочувствительных кварцевых резонаторах 5 механическое напряжение, вызывающее прямо пропорциональное уие 1 гение частоты пьезоэлектрических колебаний- й-ойй0 игде 6 Г - отклонение частоты пьез; -электрических колебанийкаждом силочувствительномкварцевом резонаторе; начальное значение частоты пьезоэлектрических колебаний в каждом силочувствительном кварцевом резонаторе;0 - поперечное сечение сжимаемой части каждого силочувствительного кварцевого резонатора;и - номер гармони"ч пьеэоэ.1 ек"- рически:, колебаний каждогосидо.Упствительного резонаЛ а 1коэФциент поле"ного действия заделки каждого силочувствительного кварцевого резонатора при жесткой заделке1;(1 - механическое напряжение вкаждом силочувствительномкварцевом резонатореР0Поскольку все силочувствительные кварцевые резонаторы 5, заключенные в корпусе 2, работают без перемещения (жесткость пьеэокварцевого материала примерно в 15 раз выше, чем у корпуса 2, выполненного из стали), то они получают одинаковые (эа исключением начального веса конструкции, который имеет постоянное значение иучитывается как систематическая составляющая) механические напряжения б и соответственно равные отклонения частоты пьезоэлектрических колебаний Ь 1.Поэтому имеется возможность состар. лять "пакетсилочувствитепьных кварцевых резонаторов из требуемого числа5 З 09 З 4 указанных элементов (например, для получения заданной точности измерения и дискретности преобразования),Соответствующие приросты частоты пьезоэлектрических колебаний суммируются в сумматоре 16, с выхода которого на цифровой индикатор 17 подается электрический сигнал, частота которого имеет суммарное значение.Таким образом, в сумматоре 16 (при суммировании) повышается дискретность (число единиц импульсов) на единицу массы груза и точность измерения зачет компенсации нестационарных Флюкционных отклонений единичных значений частот.В предлагаемом устройстве имеется возможность устранения температурныл воздействий за счет и;и менекия разно- полярных температурных коэфФициентов частоты, имеющих равные абсолютные приросты.Цифровой индикатор 17 индицирует показания в единицах массы, соответствующих массе измеряемого груза,После снятия показания величины массы измеряемого груза цикл измерения заканчивается, груз снимаетея с нагрузочной платформы 7 и устройство снова готово к работе.Введение установленных с возможностью поворота относительно оси симметрии корпуса дополнительной нагрузочной и опоркой платформ 8 и 11 с фиксаторами и указателями, кинематически связанными с отсчетной шкалой 14, обеспечивает установку величины силочастотного коэффициента (масштабного коэффициента) при его изменении от действия внешних Факторов (например, при старении кварцевых резонаторов). В этом случае нагрузочную и опорную платформы 8 и 11 перемещают на некоторый угол (в пределал 0-180, что эквивалентно повороту оси напряжения в тех же пределах), отсчитываемь 1 й посредством указателей, кинематически связанных с отсчетксй шкалой 14. После перемещения нагрузочную и опорную перемещаемые платформы фиксируют с помощью фиксаторов. Отсчетная шкала 14 и указатели, укреплеккые на перемещаемых нагрузочкой и опоркой платформах 8 и 11, необхоцимы для точной установки указанных платформ между собой и для возможности установки программируемогс значения угла при известном законе изменения масштабного коэффициента.Дпя получения, например, большейчувствительности (для меньших, но более крупногабаритных грузов) используется нагружение по поперечной оси, для чего на основание 1 устанавливают опорную платформу 11, которуюфиксируют с помощью Фиксатора 12, ас помощью указателя 13 отмечают ееположениеДополнительную нагрузочную платФорму 8 устанавливают в положениео180 , отсчитывая значение угла по от"счетной шкале 14 с помощью указателя10, и Фиксируют с помощью фиксатора9. Укаэанным методом можно установить 20 перемещаемые нагруэочную 8 и опорную11 платформы в иное положение (каж,гому положению соответствует определенная силочастотная чувствительностьустройства).25 После выполнения указанных подготовительных операций устройство готово к работе при нагружении по ссиоИзмеряемый груз устанавливается З 0 на дополнительную нагрузочную платформу 8, что вызывает механическоенапряжение, действующее на каждыйсилочувствительный кварцевый элемент5 аналогично описанному выше, но посоответствующему направлению35Отклонение частоты пьезоэлектрических колебаний, суммирование и индикация происходят аналогично описанному для нагружения по оси 00 . Ре зультат измерения считывается с цифрового индикатора 17 в единицах массы. После считывания показания циклизмерения заканчивается, груз снимается и устройство снова готово к работе.Предел измерения в предлагаемомустройстве расширен за счет использования нефиксированнаго положения(одноосное нагружение), а возможности нагружения по двум взаимно перпен./дикулярным направлениям, имеющимразличные силочастотные коэффициенты,Формула изобретения Устройство для измерения массы, содержащее корпус с кагрузочной платформой, в котором установлены силочувствительные кварц.кые резонаторы,1530934 1.Составитель В.ШиршовТехредЛ.Сердюкова Корректор М.Максимишннец Редактор А.Мотыль Заказ 7943/42 Тираж 660 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,10 возбуждающие электроды которых подключены к электронным возбудителям, соединенным через сумматор с цифровым индикатором, о т л и ч а ю щ е е с я5 тем, что, с целью повышения надежности за счет увеличения динамической стойкости при одновременном расширении предела измерения, в него введены опорная и дополнительная нагрузоч ная платформы с соответствующими фиксаторами и указателями положения,установленные с воэможностью поворота относительно оси симметрии корпуса,и отсчетная шкала, закрепленная накорпусе, силочувствительные кварцевые резонаторы выполнены в виде линз,а корпус - в виде секционного кристаллодержателя, причем кварцевые резонаторы установлены между секциямикорпуса, а на их торцовых частях,выступающих за пределы корпуса, закреплены посредством фиксаторов дополнительная нагруэочная и опорнаяплатформы.