Цифровые электромагнитные весы

.)ев и А. тво СССР4, 1985.тво СССР4, 1983,ТРОУАГНИТ 3 Е тносится к весоизм позоляе оыси Под действием груз мент 1 перемещает некомпенсации выр тупающий в усилител ба ствиновеш- иульсн егрирую через егрирую- омпенса 9 через21 - к шкам 10 вающих у собой атушки 26 раз сои 28 шек 10 и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТП) ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение отельной технике иность измерения,чувствительный элепреобразователь 7тывает сигнал, пос Изобретение относится к весоизмерительной технике.Цель изобретения - повышение точности,2 Нафиг,1 п - диаграмма катушках комВесы соде с грузоприем мого груза 3, ое устроис набженный ф екомпенсаци итной систем ешиваащим ретьей катуш тко закреплен оказана схема весов; на фиг. величин токов, протекающих пенсатора.,ржат чувствительный элемент ной площадкой 2 для измеря- установленный через опортво 4 на основании 5, лажком 6 преобразователя и 7 и компенсатором 8 с магой 9, двумя встрсчно-уравнокатушками 10 и 11 а такж кой уравновешивания 12, женой вместе с катушками 10 и и далее на вход широтно - импульсного регулятора 15 тока, который через развязывающие усилители 20 и 21 увеличивает (уменьшает) ток в катушке 10 и одновременно уменьшает(увеличивает) ток в катушке 11 до тех пор, пока чувствительный элемент 1 не вернется в исходное положение, Управляющие сигналы широтно - импульсного регуляторав 15 тока, поступая на ключ 41, обеспечивают прохождение счетных импульсов от генератора 42 на счетчик 43 в количестве, пропорциональном времени, когда имеется разность токов в катушках 10 и 11. Третья катушка 12 уравновешивания и масштабирующий и термокомпенсирующий резисторы 35 и 36 обеспечивают стабильную величину тока, создающего начальное силовое уравновешивание, 2 ил. 11, и тарировочным грузом 13 на тельном элементе 1,Система автоматического урав вания 14 содержит широтно-имп регулятор тока 15, например, инт щего типа, подключенный по входу усилитель 17, например, также инт щего типа, к преобразователю нек ции 7, а по выходам 18 и 1 развязывающие усилители 20 и встречно - уравновешивающим кату и 11, причем выходы 22 и 23 развязы усилителей 20 и 21 соединены меж и подсоединены к концу 24 третьей уравновешивания 12, а выходы 25вязывающих усилителей 20 единены с концами 27 встречно - уравновешивающих кату11. В свою очередь, концы 29 и 30 катушек 10 и 11 соединены с выходами 31 и 32 развязывающих усилителей 20 и 21 и через опорные резисторы 33 и 34 (с сопротивлением Й 1 и 82) друг с другом, а также подсоединены через масштабирующий. и термокомпенсирующий резисторы 35 и 36(с сопротивлениями Яз и йт с противоположным температурным коэффициентом а 1 по отношению к температурному коэффициенту ак катушки 12) к нулевой шине 37 источника напряжения смещения 38 (величиной + Чсм), Одновременно, конец 39 третьей катушки уравновешивания 12 подсоединен к полюсу 40 (например, при выбранном направлении намотки, к положительному полюсу, + Чсм) источника смещения 38. Кроме того, в системе автоматического. уравновешивания 14 имеется ключ 41, подключенный к выходам 18 и 19 широтно - импульсного регулятора тока 15 и установленный между последовательно соединенными генератором счетных импульсов 42, накопительным счетчиком 43 и индикатором 44, например, на 5 - 6 цифровых декад, а также устройство параллельной коррекции 45, например, по первой и второй производной, подключенное по своему входу 46 к усилителю 17, а по своим выходам 47 и 48 ко входам 49 и 50 развязывающих усилителей 20 и 21. Входы 51 и 52 последних соединены соответственно с выходами 18 и 19 широтно - импуьсного регулятора тока 15, Кнопка 53 служит для сброса показаний счетчика 43 и индикатора 44 при тарировке нулевой точки весов.ЦиФровые электромагнитные весы работают следующим образом.В исходном положении (в статике) чувствительный элемент 1 вместе с грузоприемной площадкой 2 и при наложении на последнюю груза 3, равного половине измеряемой нагрузки Рилакс, уравновешивается встречно - направленными одинаковыми электромагнитными силами Е 1 и Е 2, образуемыми действиями равных токов 1 и 2 (фиг.1 и фиг. 2), протекающих во встречно-уравновешивающих катушках 10 и 11, а также электромагнитной силой Ео, образуемой действием тока о, равного сумме токов 1 и 2, о = 1 + 2 = сепах, протекающего по третьей катушке уравновешивания 12, причемРмаксЕо = Коо = Ро+2где Ко - коэффициент силового преобразования компенсатора 8 (по катушке 12);Ро - вес чувствительного элемента 1 вместе с чашкой 2, катушками 10, 11 и 12 и тарировочным грузом 13; 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Рмакс - максимальный вес измеряемого груза 3 на весах.Дополнительно, начальное уравновешивание чувствительного элемента 1 производится также подбором тарировочного груза 13,В исходном положении, таким образом, чувствительный элемент 1 находится в равновесии и его отклонение Ь Н по флажку 6 равно нулю, Ь Н = О. При этом выходной сигнал с преобразователя некомпенсации 7 также равен О, ЬЧах =О. РмаксЗатем груз 3, равный по весуснимается с площадки 2, а показания индикатора 44 устанавливаются на 0 за счет сброса информации в счетчике 43 путем нажатия кнопки 53 (" Сброс" ), Весы, таким образом, подготовлены к работе.При наложении измеряемого груза 3 весом Рх чувствительный элемент 1 перемещается вверх на+А Н, в том случае, если егоРмаксвес Рх меньше значения 2, или вниз на -ЛН, в том случае, если его вес Рх больше значенияПри этом в преобразователе некомпенсации 7 возникает сигнал ЛЧах, поступающий в усилитель 17 и далее на вход 16 широтно - импульсного регулятора тока 15,который через развязывающие усилители 20 и 21, например, увеличивает ток 1 в одной из катушек 10 и уменьшает ток 2 в другой катушке 11 до тех пор, пока под действием разности электромагнитных сил Е 1- Е 2, создаваемых встречно - уравновешивающими катушками 10 и 11, чувствительный элемент 1 не возвращается в исходноеуравновешенное положение:Рх = Е 1 - Е 2 = К 1(1 - 2) где К 1 - коэффициент силового преобразо-, вания компенсатора 8 (по катушкам 10 и 11).С выходов 47 и 48 устройства параллельной коррекции 45 в развязывающие усилители 20 и 21 подаются в противоположных фазах сигналы, пропорциональные скорости и ускорению перемещенияЬ Н подвижного чувствительного элемента 1.Сигналы с выходов 18 и 19 широтно - импульсного регулятора тока 15, поступая в ключ 41 соответственно открывают и закрывают путь прохождения счетных импульсов от генератора счетных импульсов 42, идущих на счетчик 43, который, в свою очередь, передает показания общего числа импульсов на индикатор 44. В результате на индикатор:44 поступает сумма И счетныхимпульсов, пропорциональная разности длительности (по времени) токов и 1 г, пропорциональная, в свою очередь, весу Р, измеряемого груза 3:й = Кз (11- 1 г) = Кз Л = К 4 Р (4) где Кз и К 4 - масштабные коэффициенты,Наличие масштабирующего и. термокомпенсирующего резисторов 35 и 36, последовательно соединенных по току 10 с третьей катушкой уравновешивания 12, позволяет за счет выбора величины противоположных по знакам коэффциентов температурной зависимости сопротивления а и ам резистора 36 и катушки 12 повысить стабильность фиксации тока 1 О, создающего начальное силовое уравновешивание чувствительного элемента 1,Кроме того, использование балансного принципа построения системы силового уравновешивания путем подключения двух встречно - уравновешивающих катушек 10 и 11 в выходные цепи симметричных развязывающих усилителей 20 и 21, а третьей катушки уравновешивания 12 к общей точке .между симметричными выходами 22 и 23 развязывающих усилителей 10 и 11, а через источник смещения 38 к нулевой шине 37 указанного источника и к симметричной точке между опорными резисторами 33 и 34, устраняет влияние нестабильности выходных цепей широтно - импульсного регулятора тока 15,Одновременно, достигается стабилизация температуры в магнитном зазоре компенсатора 8, так как арифметическая сумма токов 11+ 1 г = сопз 1 обмоток 10 и 11, а также ток 10 = сопз 1 в обмотке 12 есть величины постоянные, а значит количества тепла, выделяемые в указанных обмотках, также есть величины постоянные.Наконец, наличие двух идентичных катушек 10 и 11 со встречным уравновешиванием по электромагнитным силам Р 1 и Ег позволяет достичь одинакового качества процессов уравновешивания, как при положении измеряемого груза 3, так и при снятии его, т. е. повысить точность работы 5 10 15 20 25 30 35 40 45 компенсатора 8 за счет симметрировэния эффектов размагничивания и намагничивания его магнитной системы 9 токами 1 и 1 г,Формула изобретения Цифровые электромагнитные весы, содержащие закрепленный посредством гибких опор к основанию чувствительный элемент с грузоприемной площадкой и преобразователем некомпенсации, выход которого через усилитель подключен к входам узла параллельной коррекции и широтно- импульсного регулятора тока, выходы которого подключены к первым входам первого и второго развязывающих усилителей и к управляющим входам ключа, посредством которого генератор счетных импульсов подключен к счетчику импульсов, к выходу которого подключен индикатор, вторые входы первого и второго развязывающих усилителей подключены к выходам узла параллельной коррекции, а первые выходы первого и второго развязывающего усилителей подключены к одним концам закрепленных на чувствительном элементе первой и второй катушек электромагнитного компенсатора, вторые концы катушек соединены с одними выводами опорных резисторов и третьими входами соответственно первого и второго развязывающих усилителей, о т л и ч а ю щ и е с я тем, что, с целью повышения точности, в них введены третья катушка электромагнитного компенсэтора, источник напряжения смещения, масштабирующий и термокомпенсирующий резисторы, причем третья катушка жестко закреплена на чувствительном элементе совместно с первой и второй катушками и подключена одним концом к одному полюсу источника напряжения смещения, а другим концом - к вторым выходам первого и второго развязывающих усилителей, масштабирующий и термокомпенсирующий резисторы соединены последовательно и подключены к другому полюсу источника напряжения смещения и к другим выводам опорных резисторов,1631305 Л.,СЕрпс" Составитель В, Ширшоведактор И, Сегляник Техред М.Моргентал Корректор М, Максимиши зводственно-издательски аказ 535 Тираж 32 ВНИИПИ Государственного коми 113035, МоскПодписноета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС