Весы с электромагнитным уравновешиванием

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 887935(51)М. Кл. Я 01 С, 7/04 Гоаударатвениый комитет ао делам изобретений и открытийДата опубликования описания 10.12.81 В. В. Гуляев и Б. П. 10 рчик(54 ВЕСЫ С ЭЛЕК области весо ст Изобретение относится кеизмерительной техники,Известны весы с электромагнитнымуравновешиванием, содержащие электромагнит с двумя обмотками и укрепленным на, плоской пружине якорем, источник питания с управляющим входом, ждуший мультивибратор, программный блок и регистрирующий прибор 13Эти весы имеют низкую точность, обусловленную зависимостью максимальногозначения тока в обмотке электромагнитаот веса груза,Ближайшими по технической сущностиявляются весы с электромагнитным уравз 5новешиванием, содержащие электромагнит,рабочая обмотка которого подключена квыходу регулируемого источника питаниячерез переключатель и через модулятор ипереключатель, а дополнительная обмотка .электромагнита подключена к входу первого одновибратора, выход которого соединен с одним входом регистрирующего при.бора, другой вход которого подключен к АГНИТНЫМ УРАВНОВЕШИВАНИ выходу регулируемого источника питания, и программный блок, один выход которого подключен к входу одновибратора, выход которого связан с управляющим входом переключателя 21.Известные весы не обеспечивают необходимую точность измерения, что обусловлено неконтролируемыми изменениями намагниченности материала магнитопровода и якоря электромагнита в период между измерениями и погрешностью связанной с конечным быстродействием регистрирующего прибора.Цель изобретения - повышение точДля этого в весы с электромагнитным уравновешиванием введены третий и чеФ- вертый одновибраторы и первая и вторая схемы И, причем выход дополнительной обмотки электромагнита подключен к входу четвертого одновибратора, выход которого связан с первым входом второй схемы И, второй вход которой и вход третьего од- новибратбра соединейы с выходом второгоопновибратора, а выходы третьего одновибратора, подключены к третьему входувторой схемы И и кпервому входу первой схемы И, второй вход которой подключен к другому выходу программногоблока,. а выходы первой и второй схем Иподключены к управляющим входам регулируемого источника питания.На фиг, 1 представлена структурнаясхема весов с электромагнитным уравновешиванием; на фиг. 2 - временная диаграмма изменения тока в рабочей обмотке в процессе измерения.Весы состоят из управляемого источника питания 1 со входами 2 и 3 управленмя соответственно нарастанием и понижением напряжения, первой 4 и второй 5схем И, программного блока 6, первого 7,второго 8, третьего 9 и четвертого 10одновибраторов, регистрирующего прибора 2011, переключателя 12, модулятора 13 иэлектромагнита 14 с рабочей 15 и дополнительной 16 обмотками и якорем 17,укрепленным на плоской пружине 18. Кякорю 1 7 подвешен контролируемый образец 19.Весы работают следующим образом,Источник питания 1 включается по сигнапу программного блока 6. При этом запускается второй одновибратор 8, на управпяющий вход 2 источника питайия 1подается через вторую схему И 5 запрещающий сигнал, напряжение на выходе источника питания 1 начинает плавно понижаться, Переключатель 12 подает сигнал зючерез модупятор 1 З,.который преобразуетего в переменное напряжение с плавно понижающейся до нуля амплитудой, котороепоступает на рабочую обмотку 1 5 электромагнита 14. Затем обеспечивается размагничивание магнитопровода и якоря 1 7эпектромагнита 14 непосредственно перед началом измерения, что позволяет снятьнамагничивание якоря 1 7 вызванное различными причинами в период между изме- Мренмями, и повысить точность измерения.По заднему фронту сигнала второго одновибратора 8 включается третий одновибратор 9, который подает через первую 4 и вторую 5 схемы И запрещающий сигнал щ на управляющие входы 2 и 3 источникапитания 1. Это позволяет удерживать на1его выходе нулевое напряжение в течение времени, необходимого для успокоения подвижной системы весов. ИПосле снятия запрета с управляющих входов 2 и 3 на выходе источника. питания 1 напряжение начинает плавно повышаться, а перекпючатель 12 подает его,минуя модулятор 13, непосредственно нарабочую обмотку 15 электромагнита 14.При определенном значении напряжения,а следовательно, и тока в обмотке 15происходит притяжение якоря 17 к полюсам электромагнита 14. При этом в дополнительной обмотке 16 электромагнита14 индуцируется электрический импульс,поступающий на,вход первого 7 и четвертого 10 одновибрауора, По сигналу счетвертого одновибратора 10 нарастаниенапряжения на выходе источника питания1 приостанавливается, а по сигналу с выхода первого одновибратора 7 происходитизмерение тока прибором 11. Величинатока в момент притяжения якоря 17 зависит от массы контролируемого образца 19,жесткости пружины 18 и параметров электромагнита 14,Временная диаграмма измерения токав рабочей обмотке 15 электромагнита 14приведена на фиг. 2. В течение времениТд ,. определяемого вторым одновибратором 8, через обмотку 15 проходит ток с уменьшающейся амплитудой, Поокон:.анин размагничивания происходитвыдержка временидля успокоенияколебаний подвижной системы электромагнита 14, состояще.". из пружины 18 и якоЫ/ря 17. Время ь п определяется длительностью импульса с третьего одновибратора 9, В течение времени и ц происходит нарастание гока в обмотке 1 5 ипри притяжении якоря 1 7 к полюсам нарастание тока в обмотке 1 5 приостанавливается на время Т д, что необходимо для стабилизации тока на времяизмерения. Величина 7 а л определяется длительностью вы-.одного импульса четвертого одновибратора 10.Стабилизация тока электромагцита 14в момент измерения повышает точностьза счет снижения динамических ошибок,вызванных конечным быстродействием регистрирующего прибора 11. На этом процесс измерения заканчивается, программныйблок 6 отключает источник питания 1 ивесы переходят в состояние готовности кновому измерению.Таким образом, весы отличаются высокой стабильностью показаний и точностьюизмерения массы за счет устранения влияния внешних магнитных полей и стабилизации тока электромагнита в момент измерения. Оии особенно эффективны при мспользовании для контроля массы образцов в замкнутом объеме, например при испытанин стойкости полимеров в агрессивных и токсичных средах, когда применение обычных весоизмерительных устройств затруднено.формула изобретенияВесы с электромагнитным уравновешиванием, содержащие электромагнит, рабочая обмотка которого подключена к выходу регулируемого источника питания через переключатель и через модулятор и переключатель, аа дополнительная обмотка электромагнита подключена к входу первого одновибратора, выход которого соединен с одним входом регистрирующего прибора, другой вход которого подключен к выходу регулируемого источника питания, и прогаммный блок, один выход которого подключен к входу второго одновибратора, выход которого связан с управляющим входом переключателя, о т л и ч а ющ и е с я тем, что, с пелью повышения 7935 4точности, в них введены третий и четвертый одновибраторы и первая и вторая схемы И, причем выход дополнительной обмотки электромагнита подключен к входучетвертого одновибратора, выход которогосвязан с первым входом второй схемы И,второй вход которой и вход третьего одновибратора соединены с выходом второго одновибратора, а выход третьего одно11 вибратора подключены к третьему входувторой схемы И и к первому входу первойсхемы И, второй вход которой подключенк другому выходу программного блока, авыходы первой и второй схемы И подклю% чены к управляющим входам регулируемого источника питания.Источники информации,пр инятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРра505896,кл. С, 01 С 7/02, 1974.2. Авторское свидетельство СССР687346, кл. С, 017 У 04, 1978.ВНИИПИ Государственного комиге по делам иэобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская