Электрический преобразователь веса

Союз Советски кСоциалистическихРеспублик О П И "." "."Ы":И(22) Заявлено 07,08.78 (21) 265586718-10 с присоединением заявки РЙ Государственный квинтет ССОР пв делам изобретений и вткрытнй(53) УДК 681.269(088.8) Дата опубликования описания 25,02.80т ЙА М Кац, М. И. Френкель, А, Е. Демкин, Г, Л ФурерЛ, Ш, рородовский и Р. Ш. Блиндер(72) Авторы изобретения Научно- исследовательский институт строительного производстваГосстроя украинской ССР и Киевский опытный завод порционныхавтоматов им. Ф.Э.Дзержинского (головной завод) п/о "Веда"(54) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВЕСА Изобрегение относится к области весоизмери. тельной техники и может быть использовано в системах авгоматического управления весовыми порционными дозаторами, имеющими циферблат. ные указатели веса.Известны преобразовагели для измерения углового перемещения 13, содержащие сельсин, связанный с осью стрелки циферблатного ука. зателя веса. В этих устройствах угловое положение стрелки передается на ротор сельсина, который питается от источника многофазного напряжения и работаег в режиме фазовраШателя.Наиболее близким по 1 ехнической сущности к изобретению являегся электрический преоб. разователь веса 23, содержащий в качестве датчика сельсин-фазовращагель, ротор которого соединен с осью циферблагного указателя веса, последовательно включенные задающий генератор, делигель частогы, формирователь ступенчатого квазисинусоидального напряжения, подключегщый к трехфазной обмогке сельсина, выход ная обмоткакоторого подктпочена к фильтру низких частог и через него к нуль. органу, вы. ход которого подключен к формирова/телЮ ши/ротно-импульсного представления веса, второйвход которого через формирователь начала от.счета подключен к выходу задающего генерато.ра, формирователь число-импульсного представления веса, вход которого соединен с выходомформирователя широтно.импульсного представ.пения веса, а выход - с блоком цифровой ин.дик ации,Недостатком устройства такого типа является сравнительно малый диапазон функциональных возможностей,Целью изобретения является расширениефункциональных возможностей. Для этого внего введены формирователи цены деления, тем.па индикации и не рабочего участка циферблатного указателя веса, регистр начала отсчега,блок ручного задания, выходы которого соедииены соответственно, с входами формироваге.,лей цепи деления, темпа индикации, не рабочегоучастка циферблатного указателя веса и регист.ра начала отсчета, второй вход которого соединен с выходом нуль-органа, выход - с вторым входом формировагеля начала отсчета,тоетий вход которого объединен с трегьим вхо."дом регйстра начала, причем выход задающегогейератора подключен непоСредственно к чет.вергойу-входу регистра начала огсчета, а че.рез формирователь цены деления на второйвход формирователя число-импульсного пред 5ставления веса, выход формирователя началаотсчега через формирователь темпа индикациивключен на второй вход блока индикации, приэтом выход формирователя не рабочего участ.ка циферблатного указателя веса включен на1 Отретий вход блока индикации, а второй и тре.гий входы - соответственно на выходы формирователей темпа индикации и число. импульс.ного представления веса.На чертеже представлена блок-схема предло. ф 5женного устройства,Устройствососгоиг иззадающего генератора1, делителя часгогы 2, формирователя 3 квази.синусоидалъного напряжения, сельсина, 4, фильт.ра 5 низких частот, формирователя 6 начала ог. 20счета, регистра начала отсчета 7, нудь-органа 8,формирователя 9 цены деления, формировате.ля 10 широтно. импульсного представления веса,,формирователя 11 число. импульсного представ.пения веса, формирователя 12 темпа индикации,формирователя 13 нерабочего участка циферблат.ного указателя веса, блока 14 цифровой индикации, блока ручного задания 15.. Задающий генератор 1, делитель частоты 2ЗОи формирователь 3 квазисинусоидального напряжения соединены последовательно. Выходформирователя 3 квазисинусоидального напряжения соединен с трехфазной обмоткой сельси.на 4, ротор которого соединен с осью циферблатного указателя веса (вход А). Выходная обмотка сельсина 4 подключена к последовательно включенным фильтру 5 низкой частоты инуль органу 8. Входы регистра начала отсче.та 7 соединены с задающим генератором 1; фор 40мирователем квазисинусоидального напряжения3, нуль-органом 8 и блоком ручного задания15, а по входу В с внешним сигналом "пуск".Выход регистра 7 соединен с формирователем6 начала отсчета, другие входы которого соеди.иены с задающим генератором 1 и формирова.-" -телем"квазисинусоидальйого напряжения 3. Выход формирователя начала отсчета 6 соединенс формирователем Широтно.импульсного пред.ставлеиия веса 10 другой"вход которого подключен к фильтру 5 низкой частоты, а выход Ясоединен с формирователем чйсло-импульсногопредсгавления веса 11. Другой вход формирователя 11 соединен с формирователем цены де.ленин 9,входы которого соединены с задающим генератором 1 и блоком ручного задания 5515. Входы формирователя 12 темпа индикациисоединены с формирователем начала отсчета 6и блоком ручного задания 15, а выход - с формирова гелем нерабочего участка циферблат- ного указагеля веса 13 и блоком 14 цифровой индикации, другие входы которого соединены . с формирователем число-импульсного представления веса 11 и формирователем 13 нерабоче. го учасгка циферблатного указателя веса. Остальные входы формирователя 13 соединены с фГрмировагелем число. импульсного представления веса 11 и блоком ручного задания 15.Входы блока ручного задания 15 подключены. к внеШним сигналам, определяющим положе. ние начала отсчета (вход Б), цену деления ,(вход 1) величину нерабочего участка циферб. латного указателя веса (вход Д), гемп индикации (вход Е)Устройство работает следующим образом.Импульсы от задающего генератора 1 посту. лают на делитель частоты 2 и формирователь 9 цены деления. Делигель частоты 2 производит формирование необходимых частот для работы формирователя 3 грехфазного кваэисинусоидального напряжения. Формирователь 3 преобразует последовательносгь импульсов в квазисннусоидальный сигнал, предсгавляюший собой ступенчатую аппроксимацию синусоиды (амплигу. ды ступеней изменяются по синусоидальному закону). Благодаря тому, что указанная опе. рация выполняегся с цифровыми элементами, обеспечиваегся высокая стабильность фазового сдвига между пигающими напряжениями сельсина, практически не зависящая от частоты задающего генератора.Напряжение с формирователя 3 поступает на трехфазную обмотку сельсина 4, который работаег в режиме фаэовращателя. Ось ротора сельсина непосредственно соединена с осью весовой стрелки циферблатного указателя доза. гора (вход А), что обеспечивает передачу углового положения стрелки на сельснн-фазовращатель.Выходное напряжение с сельснна пропускается через фильтр 5 низких частот, который выделяет из квазисинусоидального напряжения основную (первую) гармонику. Синусоидальный сигнал на выходе фильтра имеет стабильную амплитуду и фазовый сдвиг, пропорциональный весу дозируемого магериала. Нуль-орган 8 фиксирует момент прохождения синусоиды через нуль при нарасгании напряжения, который изменяегся в пределах периода пигающего напряжения в соогвегствни с фаэовым сдвигом. Опор. ный импульс для отсчета фазового сдвига формируегся в определенный момент периода питающего сельсин напряжения в блоке 3. Нача ло отсчета ("0" шкалы преобразовагеля) формируется в блоке 6. Требуемый момент начала отсчета может регулироваться в пределах всего периода питающего напряжения (ог О до 360/угла поворога весовой стрелки) с дискретносгью, определяемой периодом задаюгцего гене. рагора 1 и равной в единицах угла поворога360сельсина"э .5где М, - коэффициенг деления частоты блока2;йэ - число ступенек одного периода пигаюшего квазисинусоидального напря.жения, формируемого формировате.лем 3.Основу формирователя 6 составляет счетчик и индикатор совпадения кода, фиксирующий момент совпадения (с блока 7) кода с состоя 1 нием счетчика. Опорный импульс с формирова 5 теля 3 устанавливает счетчик каждый период в "0". На счетный вход счетчика подаются импульсы с генератора 1. Когда состояние счетчика совпадает с кодом, поступающим с регистра 7, формируетсяимпульс начала отсчета, сдвинугый по огношению к опорному импульсу на величину, пропорциональную коду регистра 7.Кодрегистра 7, определяющий положение начала огсчега, может задаваться или вручную25 путем набора его на блоке 15 или автоматичес. ки, При автомагическом задании начала отсчета в регисгре 7 устанавливается код, соответствующий числу импульсов, поступивших в счетчик- регистр 7 блока в промежугке между опорным30 импульсом (блок 3) и импульсом с нуль-орга. на 8 в том периоде пигаюшего напряжения, который следует непосредственно после появления сигнала "пуск" (вход В). Таким образом, на счегчике регистра 7 фиксируется код, характе35 ризуюший положение сельсина в момент пуска. Пусковой сигнал можег формироваться по раз. ным условиям, например, датчиком, который дает импульс при прохождении весовой стрелки через нуль шкалы. Сигнал пуска можно да 40 вать в моменг включения загрузки в дозатор очередного компонента, что позволяет произво. дить отсчет показаний весов огдельно для загружаемого затем магериала. 45Введение регулируемого начала отсчета поз-воляег исключить аддигивную погрешносгь пре.образовагеля, определяемую дрейфом "нуля", иусгранигь механическую насгройку "нуля" преобразователя путем подгонки взаимного поло-50жения осей циферблатного указателя и сельсина,Импульс начала отсчета поступает в формирователь 10 широтно-импульсного представлениявеса, где формируются периодические импульсыначинающиеся по импульсу начала блока 6 и за.канчивающиеся по импульсу нуль органа 8,имеющие длительность, пропорциональную фазовому сдвигу выходного сигнала сельсина 4. 6Формировагель 9 цены деления путем понижения частогы задающего генератора 1, например, с помощью двоичного умножителя, в соответствии с кодом из блока ручного задания 15, устанавливаемому по входу Г, формирует последовательность импульсов с частотой, тре. буемой для отсчета измеряемого сигнала в иа. гуральных единицах веса.Такое формирование счетных импульсов снимает ограничения в части применения преобра зователя с различными циферблатными указателями веса и исключает погрешность от неста. бильности частоты задающего генератора 1.Заполнив широтно-импульсный сигнал из формировагеля 10 счетными импульсами форми. ровагеля 9, в формирователе 11 получаемпред. сгавление веса в числоимпульсной форме,Сигналы с формировагеля 11 поступают в блок цифровой индикации 14. Блок индикация производит вывод результатов измерения на цифровую индикацию в темпе, определяемом формирователем 12 темпа индикации. Форми. ровагель 12 представляет собой делитель часто./гы импульсов начала отсчета (блок 6) на величину, определяемую кодом, который подается .из блока 15 в соогветствии с заданием, усга. навливаемым ло входу Е. Этоткод устанавли. вается в соотвегствии с ребуемым темпом вывода цифровой индикации текущего веса,Блок индикации 14 включает в себя счетчик с де)дифрагорами и элементами цифровой индикации, а также элементъ коммутации, пропускающие на счетчик входные сигналы по разрешению из блока 12.Формирователь 13 нерабочего участка ци ферблатного указателя веса 13 обеспечивает исключение из показаний преобразователяне. рабочего участка циферблагного указателя веса дозатора. Для этого импульс начала отсчета показаний формируется в блоке 6 не в начале шкалы, а смегцается к началу нерабочего участ. ка циферблатного указагеля веса, Величина зоны регулируется путем изменения цифрового задания блока 15 по входу Д в зависимости от применяемого циферблатного указателя веса.Формировагель 13 выполнен аналогично формирователю 6 в виде счетчика с индикатором совпадения кода. Импульсом начала, пропускаемым через блок 12, этот счетчик устанавливается в "0", Далее на счетчике идет подсчет импульсов, поступающих с блока 11, до момен та совпадения состояния счетчика с кодом нерабочего участка циферблатного указателя ве. са (ввод Д), В этом интервале времени блок индикации 14 удерживается в исходном состоянии, соответствующем индикации нерабочегоучастка./7, . "., ". 71Пб "появлейии сигиа 1 а с йндйкатора совпадения кода формирователя 13 снимается блоки. ровка с блока 14-и воставшуюся часгь перно. да ведется подсчет ймпульсов с блока 11. По лученное на счехчике число .соответсгвуег пока. заниям весов и сохраняется до нового импульса индикации с блока 12,Формула изобретения1Электрический преобразователь веса, содержащий в качестве датчика сельсин.фазовраша.Хель, ректор которого соединен с осью циферблахного указахеля веса, последовательно вклю.ченные задающий генерахор, делитель частоты, формировахель стуйенчатого квазйсййусоидаль.ного напряжения, подключенный к трехфазной обмЬтке сбльсина, выходная обмотка которого подключена к фильтру низких частот и через йего /кфль-органу, вьйод которого подклю.чен к формирователю широтно-импульсного "представления веса, второй вход которого че, рез формирователь начала отсчета подключен квыходу задающего генератора, формирователь чйсло-ймйуль/сного"прейставлемя веса, входкоторого соединен с выходом форьаГровагеляширотно. импульсного представления веса, а выход с блоком цифровой индикации, о т л и ч а .ющи й ся"тем; что, с целью расширения функ.циональных возможностей в него введены фор" " " мйрователи-цены деления, темпа индикациии нерабочего участка циферблатного указателя 7555 / 8веса, регистр начала отсчета, блок ручного задания, выходы которого соединены соответственно с входами формирователей цены деле ния,"гемйа индикации, нерабочего участка ци.5 ферблатного указателя веса и регистра началаотсчета, вгорой вход которого соединен с выходом нуль. органа, выход - с вторым входом формировахеля начала отсчета, третий вход ко горого объединен с третьим входом регистра начала отсчета;причем выход задающего гене " рагора по/дключен непосредственно к чегвертому входу регистра начала отсчета, а через фор.мирователь цены деления на второй вход формирователя число-импульсного представления веса, выход формирователя качала отсчета через формирователь темпа индикации включен на второй выход блока индикации, при этом выход формирователя нерабочего участка цифер.блатного указателя веса включен на третий вход блока индикации, а. второй и третий входы соответственно на выходы формирователей темпа индикации и число-импульсного представления веса,25Источники информации,принятые во внимание при экспертйзе1. Авторское свидетельство СССР Ио 523301,кл. 0 01 0 13/28, 1976.302. Титис Э. И. Преобразователи информациидля электронных цифровых, вычислительныхфчустройств. "Энергия М., 1970, с. 253 (прототип).