Электромагнитные весы

(51)5 0 01 6 7/О БР И Т нически на, В,С. Маисе во СССР, 1986. М 13 Е ВЕСЫ я к технике изменым электромагкомпенсацией, шение точности. ат две системы: новешивания иэ.54 нитн Цель Пред сило ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 4 (22) 1 (46) 0 (71) Л тут и (72) В ченк (53) 6 (56) А %11 241611/24-101.05.877.10,90, Бюл. М 37енинградский лолитем. М.И. Калинина ,М. Артемов, Л.К. Рукио и В.М. Трофимов81.267.7 (088,8) вторское свидетельст50492, кл. 6 01 6 7/04 вторское свидетельст37678, кл. 6 01 6 7/04 Л Е КТРОМАГН ИТН Ызобретение относитсмасс, а именно к точым весам с силовойизобретения - повылагаемые весы содержого импульсного урав Изобретение относится к технике измерения масс, а именно к точным электромагнитным весам с силовой компенсацией.Цель изобретения - повышение точности,На фиг.1 схематически представлена конструкция весов; на фиг.2 - электрическая схема уравновешивания; на фиг.3 - схема упругого подвеса опорного элемента валов,В электромагнитных весах груз весов Дх устанавливается на грузоприемную чашку 1, которая с помощью четырех стоек 2 упругой параллелограммной подвески жестко соединена с катушкой 3 силовой компенсации, расположенной в зазоре магнитной системы, состоящей из постоянного магнита 4, магнитопровода 5 и сердечника 6. Катушка 3 через две стойки 2 и пластины 7 с меряемого веса Ри и уравновешивания веса Р 0 опорйого элемента. Выходной ток хо опорной системы служит задающим током импульсного делителя тока. Измеряемый вес Рх уравновешивается усилием Рк магнитоэлектрического компенсатора,и неравновесие Л Рх = Рх - Рк вызывает перемещение ЛХ подвижной части весов, которое преобразуется в электрический сигнал Л Ох, который импул ьсн ы м и реобразователем преобразуется во временной параметр тх/Т, который управляет импульсным делителем тока, выходной ток 1 х которого поступает в катушку магнитоэлектрического компенсатора. Опорный вес Р 0 подвижного кольца уравновешивается усилием Рк, создаваемым током хо в обмотке силовой коменсации. Неравновесие Л Ро вызывает еремещение Лд кольца за счет изгиба тержней. 3 ил. кими перемычками на концах, образующими параллелограммный механизм, соединена с неподвижной стойкой 8 в корпусе 9 весов. В нижней части магнитной системы жестко на магнитопроводе установлена кварцевая пластина 10 с подвижным внутренним кольцом 11, соединенным с неподвижным наружным кольцом пластины с помощью дугообразных стержней 12. На одном конце стержней 12 выполнен упругий шарнир 13, на другом - торсион 14. На кольце 11 на стороне, обращенной к зазору, выполнена обмотка 15 силовой компенсации, На противоположной стороне кольца нанесен подвижный электрод 16 емкостного датчика перемещения, С наружным кольцом пластины 11 жестко и соосно соединена кварцевая пластина 17, с внутренней сторо 159758610 15 20 25 О -ЗЕ 30 35 40 45 50 55 Хо Ро Во оТогда ны которой выполнен неподвижный электрод 18, Электроды 16 и 18 подключены квходу и выходу операционного усилителя19, к выходу которого подключена такжеобмотка 15 силовой компенсации.Работа весов осуществляется следующим образом.Предлагаемые весы содержат две системы; силового импульсного уравновешивания измеряемого веса Ри и уравновешиваниявеса Ро опорного элемента (фиг,2). Выходнойток 1 хо опорной системы служит задающимтоком импульсного делителя тока, Измеряемый вес Рх уравновешивается усилием Ркмагнитоэлектрического компенсатора, и неравновесие Л Рх = Рх - Р вызывает перемещение ЬХ подвижной части 1 весов, котороепреобразуется в электрический сигнал ЛОх,а последний импульсным преобразователем4 преобразуется во временной параметр1 хТо, который управляет импульсным делителем 5 тока, выходной ток 1 х которого поступает в катушку 3 магнитоэлектрическогокомпенсатора.Опорный вес Ро подвижного кольца 11(фиг.1) уравновешивается усилием Рк =1= Во 1 о 1 хо, создаваемым током 1 хо в обмотке 15 силовой компенсации с активнойдлиной витков 1 расположенной на краюзазора с индукцией В О. Неравновесие ЛРО1вызывает перемещение Лд кольца 11 засчет изгиба стержней 12. ПеремещениеЛд преобразуется гиперболической схемойСо19 активного емкостного делителя - сСхоперационнымусилителем в выходной ток 1 хо,Таким образом,Рх = Рк = Во 1-хо1 х/То,где Во - индукция в зазоре;1 - длина витков катушки 3; Во, 1 1 х 1 хРх = - , - Р - =Кь К Ро Воо То То Во 1где Кв = , К = -- постоянные коэфВофициенты,и результат измерения веса не зависит от магнитной индукции в зазоре.Реальное значение опорного веса Ро кольца 11 при наружном диаметре кольца О = 70 мм и толщине пластины 0,33 мм равно 15 мН. Смещение кольца 11 определяется жесткостью См его упругого подвеса - трех дугообразных стержней 12. Так как задающей опорной величиной является не только масса кольца, но упругая составляющая подвеса, Ь = Лдо С, где Лдо - номинальное смещение кольца. Чем меньшеСм, тем меньше погрешность задания опорной меры Ро = Ро+ 1 О при заданном смещении,Для обеспечения малой жесткости подвеска выполнена из изгибных элементов (дугообразных стержней), Подвикные концы стержней в предлагаемой конструкции весов связаны с жестким кольцом, опорного элемента весом, Однако благодаря связи через торсион концевое сечение стержня имеет возможность поворота относительно плоскости кольца, т.е. практически конец стержня, как и у консоли, свободен. Смещение "свободного" конца стержня определяется углом поворота концевого сечения утонченной перемычки в заделке стержня (фиг.З), т.е. Лд,=1 О, где 1 расстояние от перемычки до "свободного" конца (торсиона) стержня,Угол поворота О с достаточной точностью выражается где 1,- длина перемычки;Е - модуль упругости кварца;, 131=1 = - момент сечения перемычки.11 Формула изобретения Электромагнитные весы, содержащие основание, магнитную систему с катушкой силовой компенсации, расположенной на упругой параллелограммной подвеске, связанной с грузоприемной чашкой весов, емкостный датчик перемещения, электроды которого подключены к электрической схеме уравновешивания, и опорный элемент весов с обмоткой силовой компенсации, о тл и ч а ю щ и е с я тем, что, с целью повышения точности, опорный элемент весов выполнен в виде двух концентричных колец, первое из которых связано с основанием, а второе выполнено внутри первого с возможностью осевого перемещения, при этом кольца соединены между собой с помощью дугообразных стержней и с торсионами на одних концах, скрепленных с вторым кольцом, и упругими шарнирами на других концах, скрепленных с первым кольцом, причем продольная ось торсиона располо 159758 бжена по направлению радиуса второго кольца, а один из электродов емкостного датчика перемещения выполнен на поверхности второго кольца.1597586Составитель Т,Ишкова Редактор А.Козориз Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская каз 3042 Тираж 421 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 .Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101