Весоизмерительное устройство

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОЬРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМОРИ ГКНТ СССР(71) Казахский государственный университет им, С.М,Кирова(56) Авторское свидетельство СССРИ 1182273, кл, С 01 С 23/00, 1984,Авторское свидетельство СССРМ 1583747, 1987.(54) ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к весоизмерительной технике и позволяетповысить быстродействие и точность.При изменении контролируемой массы происходит перемещение коромысла, а следовательно, и чувствительногоэлемента дифференциального датчика, Формирующего сигнал, пропорциональный изменившемуся весу контролируемой массы. При изменении положения коромысла упругодеформируемые элементы, расположенные в одной плосИзооретение относится к весоизмерительнойтехнике.Известно устройство, содержащее коромысло, ось вращения которого связана с упругодеформируемыми подвесками, грузоприемник, систему уравновешивания и регистрации. Недостатками. известного устройства являются сложность конструкции 801719915 А 1ц 1) с 01 с 7 уоо 2 кости с осью вращения коромысла и жестко прикрепленные к нему одними концами, прогибаются, опираясь другими концами на конусные подстроечные винты, и уравновешивают груз. Одновременно с коромыслом перемещаются закрепленные на его измерительном плече постоянные магниты механизма демпфирования, расположенные в зазорах его разомкнутых магнитопроводов. В результате в датчике возмущения наводится ЗДС, величина к которой пропорциональна скорости перемещения коромысла. Усиленный сигнал поступает на вход Функционального преобразователя предназначенного для формирова- и 9Ю ния импульса выходного напряжения, После вьработки сигнала в блоке функционального преобразователя сигнал поступает на усилитель мощности, формирующий импульс на гасящий элемент, которым является обмотка второго разомкнутого магнитопровода и который посредством силового воздействия с соответствующим постоянным магнитом давит помехи, 3 ил.О и низкая чувствительность к малымизменениям массы.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее основание с опорой, на оси которой установлено коромысло с грузоприемной чашкой, дифФеренциальным датчиком положения и системой уравновешивания, выполненной в виде симметрично расположенных от171991нобительно оси коромысла упругодеформируемых элементов,Однако известное устройство характеризуется низкой точностью и быстродействием вследствие неизбежнос 5ти возникновения поперечных колебаний, присущих системам с торсионнойподвеской. Торсионная подвеска с катушкой электромагнитного исполнительного элемента не обеспечивает достаточно быстрой компенсации изменяющегося веса образца.Цель изобретения - повышение быстродействия и точности.15Цель достигается тем, что в весоизмерительное устройство введены механизм демпфирования, выполненный ввиде двух разомкнутых магнитопроводов, на каждом из которых расположена обмотка, одна из которых являетсядатчиком возмущения, а вторая - гасящим элементом механизма демпфирования, и двух постоянных магнитов,закрепленных на измерительном плече 2коромысла и расположенных в зазорахмагнитопроводов, размещенных на основании, причем упругодеформируемыеэлементы расположены в одной плоскости с осью вращения коромысла ижестко прикреплены к нему однимиконцами, а другими концами опираютсяна введенные конусные подстроечныевинты, при этом конец измерительногоплеча коромысла снабжен подвижным35противовесом.На фиг. 1 схематически представлено весоизмерительное устройство,вид спереди; на фиг. 2 - вид сверхуна фиг. 1; на Фиг. 3 - блок-схемамеханизма демпфирования,Весоизмерительное устройство со-,держит основание 1 с опорой 2, наоси 3 которой установлено коромысло4 с грузоприемной чашкой 5 на одномплече 6, кронштейном 7 и рамкой 8на измерительном другом плече 9. Нарамке закреплен чувствительный элемент дифференциального датчика 10положения. Система уравновешиваниявыполнена в виде упруго-деформируе"50мых элементов 11, симметрично расположенных относительно оси коромысла, причем упругодеформируемые элементы размещены в одной плоскости сосью вращения коромысла и жесткоприкреплены к нему одними концами спомощью обойм 12, а другими концамиопираются на конусные подстроечные 54винты 13, Система уравновешивания содержит также подвижный противовес 14,расположенный на конце измерительного плеча 9. Механизм демпфированиявыполнен в виде двух разомкнутыхмагнитопроводов, на каждом из которых расположена обмотка, одна из которых является датчиком 15 возмуще"ния, а вторая - гасящим элементом 16,и двух постоянных магнитов 17, закрепленных на кронштейне 7,Датчик 15 возмущения через масштабный усилитель 18 с компенсатором19 смещения связан с функциональнымпреобразователем 20, с которым черезусилитель 21 мощности соединен гасящий элемент 16.Весоизмерительное устройство работает следующим образом,При изменении контролируемой массы на грузоприемной чашке 5 происходит перемещение коромысла 4, а следовательно, и чувствительного элемента дифференциального датчика 1 О,формирующего сигнал, пропорциональный изменившемуся весу контролируемой массы,. При изменении положениякоромысла упругодеформируемые элементы 11 прогибаются, опираясь наконусные подстроечные винты 13 иуравновешивают груз. Величина возврат-ного усилия упругодеформируемых элементов определяется величиной выступа конусных подстроечных винтов 13из опоры 2,Одновременно с коромыслом 4 перемещаются и постоянные магниты 17, Врезультате в датчике 15 возмущениянаводится ЭДС, величина которой пропорциональна скорости перемещениякоромысла 4, Усиленный сигнал поступает на вход функционального преобразователя 20, предназначенного дляФормирования экспоненциального импульса выходного напряжения по отношению к линейно возрастающему входному сигналу.В основу работы преобразователяположена выходная характеристикабиполярного транзистора, включенного по схеме с общей базой. Экспоненциальная зависимость тока базы отнапряжения база-эмиттер позволяет осуществить преобразование выходногонапряжения транзисторного каскада .(Т, Т) в экспоненциальную формупо отношению к линейно возрастающемувходному сигналу, усиленному масштабным усилителем, Тем самым обеспечивается режим, при котором до некоторого значения напряжения эмиттербаза, ток базы отсутствует, а этоусловие в свою очередь выполняется примедленном росте входного напряжения,что соответствует плавному отклонениюкоромысла при изменении массы навески. При резком перемещении коромысла, Очто эквивалентно помехе, практическимгновенно растущий ток базы Фррмирует сигнал, сигнал усиливается и.подается на гасящий элемент 16, которыйпутем силового воздействия с соответствующим постоянным магнитом коромысла давит помехи,С помощью подстроечных резисторов К и К можно сдвИгать выходную экспоненциальную характеристику, тем самым регулируя величину сигнала, с которого начинает вырабатываться сигнал подавления. Сопротивления К-К служат для регулировки степени гашения, 25 т.е. задают крутизну характеристики подавляющего сигнала,Настройка механизма демпфирования к работе осуществляется путем подбора резисторов К-К,исходя из заданных условий,Формула изобретения.Весоизмерительное устройство, содержащее основание с опорой, на оси которой установлено коромысло с грузоприемной чашкой, дифференциальным датчиком положения и системой уравновешивания, выполненной в виде симметрично расположенных относительно оси коромысла упругодеформируемых элементов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, в него введен механизм демпфирования, выполненный в вйде двух разомкнутых магнитопроводов, на каждом из которых расположена обмотка, одна из которых является датчиком возмущения, а другая - гасящим элементом механизма демпфирования, и двух постоянных магнитов, закрепленных на измерительном плече коромысла и расположенных в зазорах магнитопроводов, размещенных на основании, причем упругодеформируемые элементы расположены в одной плоскости с осью вращения коромысла и жестко прикреплены к нему одними кон" цами, а другими концами опираются на введенные конусные подстроечные винты, при этом конец измерительного плеча коромысла снабжен подвижным противовесом.1719915 Редактор С.Лиси ректор И.Самборска Заказ 765 Тираж ПодлВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб иэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Составитель Н,Немце Техред Л.Сердюкова сноеоткрытиям нри ГКНТ СССл. 4/5