Автоматические весы

о п ие 4 ЙЙ Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 230279 (21) 2728968/18-10с присоединением заявки Мо(51)М, Кл з С 01 6 7/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(71) Заявитель Ленинградский завод " Госметр"(54) АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЕСЫ Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности каналитическим весам с электромагнитной системой уравновешивания,Известны аналитические весы, содер жащие коромысло с чашкой, датчик разбаланса, подключенный к регулирующему усилителю, компенсатор и отсчетный прибор 1,Известные весы имеют недостаточную 10точность и помехоустойчивость вследствие того, что отсчетный прибор регистрирует все броски компенсационноготока в неустановившемся режимеи различные помехи, затрудняющие отсчет. 15Наиболее близкими по техническойсущности к предлагаемым являются автоматические весы, содержащие чувствительный элемент с датчиком некомпенсации, подключенным к регулирующему усилителю, соединенному с компенсатором, и цифровой прибор с блоком запуска и генератором импульсов 2,Известные весы имеют недостаточное быстродействие и точность, поскольку для управления работой узлаустранения ложного отсчета требуетсявнешний запускающий сигнал. Точностьвесов ухудшает также наличие в схеме 30 узла, работающего в режиме хранения информации, при котором возникают сбои от воздействия импульсных помех.Цель изобретения - увеличение быстродействия весов и точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что в известные весы введены усилитель-интегратор, инвертор, две схемы сравнения, источники смещающих сигналов, схема ИЛИ и ключ, причем выход регулирующего усилителя соединен с первыми входами схем сравнения непосредственно, а с их вторыми входами связан через усилитель-интегратор и инвертор, при этом ко вторым входам схем сравнения подключены источники смещающих сигналов, а выходы схем сравнения через схему ИЛИ соединены с ключом, установленным между генератором импульсов и блоком запуска цифрового прибора.На фиг, 1 показана структурная. схема предлагаемых весов; на фиг, 2- 17 - графики, поясняющие работу весов,Схема включает чувствительный элемент 1 с грузоприемной площадкой 2 для исследуемого образца 3 с неизвестной массой Гп закрепленный на опорах, например упругих лентах 4и 5, заделанных в основание 6, и снабженный датчиком некомпенсации, имеющим подвижную 7 и неподвижную 8 части, и компенсатором, образованнымподвижной катушкой 9, магнитной системой 10 и токоподводами 11 и 12,а также регулирующими усилителем 13и отсчетным цифровым прибором 14 сблоком 15 запуска и генератором 16тактовых импульсов, Кроме того схемавключает усилитель-интегратор 17 сповышенной постоянной интегрирова- ония Т , большей времени переходногопроцесса Тл (ТкТ) в составе операционного усилителя 18 и конденсатора19, инвертор 20, разделительные резисторы 21, 22, 23 и 24, схемы 25 15и 26 сравнения, источники 27 и 28смещающих сигналов Усм, и Чсмсхему ИЛИ 29 и ключ 30, причем выход31 регулирующего усилителя 13 соединен непосредственно с первыми входа- Щми 32 и 33 схем 25 и 26 сравнения,а через усилитель-интегратор 17 инвертор 20 соединен со вторыми входами 34 и 35 схем 25 и 26, к которымподключены также источники 27 и 28смещающих сигналов. Выходы 36 и 37схем 25 и 26 сравнения через схемуИЛИ 29 поданы на ключ 30, установленный между генератором 16 тактовыхимпульсов и блоком 15 запуска отсчетного цифрового прибора 14, Опорныйрезистор 38, имеющий сопротивлениео р служит для съема измеряемогосигнала Чк= Экоп=Кт, пропорционального компенсационному току )ки измеряемой массе пх образца 3 З 5(К, - масштабный коэффициент). Работа весов происходит следующимобразом,На грузоприемную площадку 2 устанавливается исследуемый образец 3 ичувствительный элемент 1, подвешенный на опорах 4 и 5, смещается навеличину дЬ , при этом с датчика некомпенсации в регулирующий усилитель13 поступает входной сигнал М,45который после усиления в виде компенсационного тока ) через токоподводы 11 и 12 поступает.в подвижнуюкатушку 9, возвращающую чувствитель-ный элемент 1 в исходное положение 50ьИО, и далее в виде сигнала Чкс опорного резистора 38 подается вотсчетный цифровой прибор 14. Выходной сигнал регулирующего усилителя13 (напряжение ЧЬ, на его выходе 31) 55имеет вид кривой а (фиг. 2) с начальным участком переходного процесса(а-о ) и с участком съема образца(а, -а 4) . 40На участке установившегося режимаможет иметь место помеха "вплеск"(а-о ), Указанный сигнал Чых подается непосредственно на первые входы32 и 33 схем 25 и 26 сравнения, 65 Одновременно выходной сигнал Чьыхпосле прохождения усилителя-интегратора 17 (с повышенной поСтоянной интегрирования) и соответствующего затягивания (отставания) его переднегои заднего фронтов, а также измененияполярности в инверторе 20 и сложениясо смещающими сигналами Чс и ЧсмСМзсоответствующими, например, единицемладшего разряда отсчетного цифровогоприбора 14, подается на вторые входы 34 и 35 схем 25 и 26 сравнения,что изображено на фиг. 2 в виде кривых б и 8. Схемы 25 и 26 сравненияформируют выходные сигналы Бн и Япостоянной амплитуды (см. фиг. 3 ифиг. 4), соответствующие разностнымсигналам на входах 32 и 34 и 33 и 35(т,е. соотношениям между кривымиа и о и а и 6, фиг. 2), поступающиена схему ИЛИ 29, Наличие выходногосигнала Ь (Запрет) (см. фиг, 5),поступающего со схемы ИЛИ 29 на ключ30 запрета, прекращает прохождениетактовых импульсов, равномерно поступающих с генератора 16 тактовыхимпульсов (см. фиг. 6), и блок 15 запуска в укаэанные отрезки времениЬЪ, ЪС 1 и А (см, фиг. 7)не запускается, тем самым не подаваякоманды на сброс предшествующих показаний отсчетного цифрового прибора 14.Таким образом, показания отсчетногоцифрового прибора 14 в течени: временного отрезка Ь 1=1 - ,1 равнынулю, а в течение отрезка Ь 1 иъм.=111 соотве .ствуют Чк беэналичия каких-либо помех и скачков,те. отсчет измеряемой массы вх вустановившемся режиме уравновешивающей системы производится по цифровомуприбору 14,Наличие усилителя-интегратора с повышенной постоянной интегрирования, инвертора, источников смешающих сигналов, схем сравнения, схемы ИЛИ и ключа запрета устраняет влияние помех и неустановившихся режимов работы на показания отсчетного цифрового прибора автоматических весов и тем самым существенно повышает их быстродействие и точность.Формула изобретенияАвтоматические весы, содержащие чувствительный элемент с датчиком некомпенсации, подключенным к регулирующему усилителю, соединенному с компенсатором, и цифровой прибор с блоком запуска и генератором импульсов, о т л и ч а ю щ и е с я тем, что, с целью увеличения их быстродействия и точности измерения, в них введены усилитель-интегратор, инвертор, две схемы сравнения, источники смещающих сигналов, схема ИЛИ и ключ, 787904причем выход регулирующего усилителясоединен с первыми входами схем сравнения непосредственно, а с их вторымивходами связан через усилитель-интегра,тор и ийвертор, при этом ко вторымвходам схем сравнения подключены источники смещающих сигналов, а выходысхем сравнения через схему ИЛИ соединены с ключом, установленным между генератором импульсов и блоком запускацифрового прибора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Сахаров А.И. Весы в физико-химических исследованиях, М фНаука,1968, с, 53-60,2. Патент США 9 3789937, кл, 177210, опублик, 1977 (прототип),78,7904 Ширю евич ставительхред Ж,Ка Редактор М.Келеме орректор О.Била акаэ 833 илиал ППП ффПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 НИИПИ Ропо делам13035, И Тираж 71 арственн зобретен ва, ЖПодпнснокомитета СССРи открытийаушская наб., д, 4/5