Весоизмерительное устройсов

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 о 767552(22) Заявлено 071278 (21) 2693286/18-10 зС 01 6 23/36 с присоединением заявки Мо -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 051080(72) Автор изобретения М. И. Столбун Тюменский индустриальный институт(54) ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к области весоизмерительной техники и может найти применение в вагонных или автомобильных весах, в автоматических доэаторах и в других системах, основанных на Применении преобразователей неэлектрической величины в электрический сигнал, в частности магнитоупругих силоиэмерительных датчиков.Известны весоизмерительные устройства, в которых повышение точности достигается за счет уменьшения влия- ния погрешностей первичных измерительных преобразователей на результат взвешивания 11.Недостатками устройств такого типа являются сложность и большое время взвешивания.Наиболее близко по технической сущности к изобретению весоизмерительное устройство, содержащее силоизмерительный датчик, к выходу которого через диод, включенный в прямом направлении, подключены сопротивление нагрузки и фильтр, цифровой вычислительный блок, аналого-цифровой преобразователь, через который фильтр включен на вход цифрового вычислительного блока, к другому входу кото рого подключен блок управления, а квыходу - блок индикации, блок линеаризации, входом и выходом связанныйс соответствующими входом и выходомцифрового вычислительного блока 1 21Недостатками устройства являютсябольшое время измерения й сравнительно низкая точность,Цель изобретения - повышение точности взвешивания.Поставленная цель достигается тем,что весоизмерительное устройство снаб"жено вторым сопротивлением нагрузки,отличным от первого по величине, вторым диодом, подключенным в обратномнаправлении к выходу датчика, вторымфильтром и аналого-цифровым преобразователем, через который выход фильтра подключен к второму входу цифрового вычислительного блока, и блокомпреобразования выходного сигнала силоизмерительного датчика в образцовыйкоэффициент преобразования этого жедатчика, входы и выходы котороговключены на соответствующие входы ивыходы цифрового вычислительного блока.На чертеже изображена схема ввсоизмерительного устройства.,Весоизмерительное устройство со"дер 3 кит магнитоупругий силоизмерительный датчик 1, выпрямителй 2 и 3 в выходной цвпй датчика, резисторы 4 и 5, андрееален вн оторых неоннаовыерфильтры б и 7, аналого-цифровые пребб т)азователи 8 и 9, цифровой вычислительный блок 10., блок линеаризации11; -блок 12 преобраэбвания выходногосигналасилоизмерительного датчика" в образцовый коэффициент преобразования этого же датчика, блок управления13 и блок 14 индикации и регистрации результатов взвешивания;Выпрямитель 2 катодом и выпрямитель "3 анодом присоединены к выходыйбмузЖкиму силоизмерительного датчика 1, второй выходной зажим которого присоединен к общей шине. ВыпряЯйтели делят цепь выходного датчикана две ветви. К выходу выпрямителя 2 подключены резистор 4"и через Фйльтрбвход аналого-цифрового преобраэователя 9, К выходу выпрямителя 3 под" ключейы резистор 5 и через Фильтр 7 -вхоД аналого-цифрового преобразователя 8. Выходы аналого-цифровых преобразователей соединены с цифровым вычислительным блоком 10.Управляющие команды при работе весоизмерительного устройства формируются блоком управления 13.Магнитоупругие силоизмерительные датчики с перекрестным расположением обмоток имеют мостовую структуру магнитной цепи. При мостовой схеме магнитной цепи зависимость между выходом и входом магнитоупругого датчика можно представить следукщим уравнением: 5 О 5"которые запоминают вместе с соответствующими значениями О,.45 При рабочемизмерениисилы тяжестивзвешиваемого объекта измеряется выходное напряжение О, при сопротивлении нагрузки г, и Йыходйбе напряжениеО, прй Сопротивлении нагрузки г , Порезультатам измерений по формуле (3)"ойределяюте йарайегр" а -при принятомпри градуировке значении параметра Ь,и по формуле (2) вычисляется коэффициент преобраэования55 а е а Ъ14Пр значению О, и пЬ 4 айным, полученйым п)ри градуировке, находитсяйриближеннов значение образцового ко,эффициента преобразования, затем по ФО Фор ле Выч где О -выходное напряжение;Г - измеряемая сила;а, Ь - параметры Функции преобразования датчика, зависящиеот особенностей конструкции датчика и от условийэксплуатации;г - сопротивление нагруэки,- подключенной к выходу датЧИКа; .;. .,схы. ыТакую же функцию преобразованиямоЖно записать для электрической мостовой схемы с тенэорезисторным преобразбвателем, включенным в одно иэплеч моста,"-и для мостовых схем сцатчйкамй-других типов,Коэффицйент преобразования датчи "ка не"достается неизменным иэ-за ряда"зависит от измеряемой силы, темпера тгуры;"предыдущей нагрузки,от"времени вксплуатации,датчика и т. п. Будем считать, что параметр Ь не изменяется, а изменение коэффициента преобразования отнесем за счет изменения па"раметра а. Путем увеличения сопротивления нагрузки г отношение Ь/г можноиметь в 10-20 раэ меньше, чем параметр а.Пусть при действующей на датчиксиле Г и сопротивлении нагрузки г:г,вйходное напряжение равно О а приг:г выходное напряжение равно О 2 .По результатам двух измерений (приг=г и при г:г ) можно найти параметр а,(а +)О ае Г = (а + в)01,Ь1откуда При градуировке, когда известна действующая на датчик сила Г, можно определить параметр Ь, соответствую- . щий этой силеиф 1(4)Оа ( г, г )В случ,а" градуировки при каждом фиксируемом через определенные интервалы значений действующей на датчик силы измеряют выходные напряжения О, и О, соответствующие двум значениям сопротивления нагрузки г, и г , подключенной к выходу датчика, затем определяют из выражения ( 4 ) параметр Ь или задаются значением этого параметра, По результатам измерений из уравнения ( 3 ) для каждого значения силы находит образцовый параметр а: а, , а из выражения (2) - образцовый коэффициент преобразования датчика1ф д + фи соответствующую этому напряжению действительную силу тяжести взвешиваемого объекта.Устройство работает следующим образом.Взвешиваемый объект через грузоподъемную платформу воздействует на магнитоупругий силоизмерительный датчик 1, выходное напряжение которого зависит от силы тяжести взвешиваемого объекта. Переменный ток в выходной цепи в один полупериод проходит через выпрямитель 2 и резистор 4, а в другой полупериод - через выпрямитель 3 и резистор 5. Сопротивлениярезисторов 4 и 5 неодинаковые, в результате чего на выходы аналого-цифровых преобразователей 8 и 9 поступа ют напряжения разной величины.(см. формулу 1).При градуировке весоизмерительно-" го устройства при каждом Фиксируемом 20 через равные интервалы значении действующей на датчик силы значения выходных напряжений О;.и О получают непосредственно с индикаторов аналого-цифровь 1 х преобразователей 8 и 9, 25 затем по формулам (3), (4) и (5) опРеделяют значения коэффициента пре.образования К, соответствующие измеренным значениям выходного напряжения О Выходиое напряжение О измеренное по силе, равной верхнему пуеделу диапазона измерений датчика, :делят на и одинаковых интервалов иполучают, таким образом, и значенийобразцового выходного напряжения (без учета нулевого значения). Для каждого образцового выходного напряженияО по полученным значениям О,и К путем интерполяции находят значения обРазцового коэффициента преобразования К, Значения К вместе .с соот Оветствующими ему значениями О; вводят в блок 12 преобразования выходного сигнала силоизмерительного датчика в образцовый коэффициент преобразования этого же датчика. 45При работе устройства соответствующие силе тяжести взвешиваемого объекта выходные напряжения О О (в двоичном коде) с выходов аналого-циФ- ровых преобразователей 8, 9 передают О ся в регистры памяти цифрового вычислительного блока 10. В блоке 10 в соответствии с уравнениями (2.) и (3) вычисляется коэффициент К преобразования датчика при Реальных условиях, т. е. при наличии погрешностей. Потом из блока 10 в блок 12 вводится напряжение О а из блока 12 в блок 10 поступают два значения образцового напряжения О; и. О;+ (ближайшее большее и меньшее к О,) и соответствующие этим значениям образцового коэффициента преобразования К, и К. По этим данным в блоке 10 вычисляет;я образцовый коэффициент преобразования КоК 1 К,Ко- К+,У, -О)+ ,а затем уточненное значение выходного напряженияИз блока 10 напряжение О в циФРО- вом коде подается на вход блока линеа" ризации 11 а с выхода блока 11 в блок 10 поступают данные, по которым вычисляется сила тяжести взвешиваемого )бъекта.Информация о силе тяжести взвешиваемого объекта иэ блока 1.0 переводится в блок 14 индикации и регистрации, где в виде числа, равного весу объекта, высвечивается на табло и печатается на бумаге циФропечатающим устройством.Формула изобретенияВесоизмерительное устройство, содержащее силоизмерительный датчик, к выходу которого через диод, включенный в прямом направлении, подключены сопротивление нагрузки и фильтр, цифровой вычислительный блок, аналого-цифровой преобразователь, через который фильтр включен на вход циФ- рового вычислительного блока, к другому входу которого подключен блок управления, а к выходу - блок индикации, блок лннеаризации, входом и выходом связанный с соответствующими входом и выходом цифрового вычислительного блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности взвешивания, оно снабжено вторым сопротивлением нагрузки, отличным от первого по величине, вторым диодом, подключенным в обратном направлении к выходу датчика, вторымифильтром и аналого-цифровым преобразователем, через который выход фильтра подключен к второму входу цифрового вычислительного блока, и блоком преобразования выходного сигнала силоизмерительного датчика в образцовый коэффициент преобразования этого же датчика, входы и выходы которого включены на соответствующие входы и выходы цифрового вычислительного блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР9 398834, кл. С 01 С 23/36, 1968.2. Бромберг Э. М, и др. Тестовыеметоды повышения точности измерения,767552 яе Редактор Т. Рыбалова орректор В. Бутя аказ 7180/Зб Тираж 713 писно филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проек 4 Составитель Э Техред О. Лег ВНИИПИ Государственно по делам изобрете035, Москва, Ж, Ра омитета СССРи открытийая наб д, 4/