Весоизмерительное устройство

СвозСоветскииСоциалистическииРаслублии ОП ИСАКИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 918793(23) ПриоритетОпубликовано 07.04.82. Бюллетень Рй 13 С 01 6 7/04 Ваударатваиимл камитат СССР аа делам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 07.04,82(72) Авторы изобретен В.Г. Кнорринг,Л,К. Рукина, В и А,Я, Шенфел Ленинградский ордена Ленина поли им. М.И. Калинина и Ленинградски Красного Знамени сельскохозяйств) Заявител 54) ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙС устроиства являетсярямого отсчета отноьшения измеряемой ассы.Цель акого типа явзкая точностьнии относительэвешиваемого мерени еса, Поставле цель достигае рительное устр телы-ый счетчи ным устройство ния,переключат ся йс тем, что в иэм введены дополн циФровым отсче ройство управл преобразовател ную длительнос, усль,тносите суммато лю Изобретение относится к технике измерения массы, а более конкретно к измерению массы на основе бескоромыслового датчика с индикацией результата измерения в цифровой форме.Известны бескоромысловые электромагнитнЫе весы, содержащие чувствительный элемент с чашкой для груза, подвеску, электрический компенсатор, преобразователь компенсации и электрическую систему уравновешивания 113 .Недостатком весов тляется сравнительно ниизмерения при определеного изменения массы вгруза.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является весоизмерительное устройство,.содержащее чувствительный элемент с грузоприемной площадкой с ее системой подвески, измерительную катушу с магнитной системой, преобраэоатель некомпенсации положения изме ительной катушки, систему электриеского уравновешивания, состоящую з последовательно включенных усили" еля, двух управляемых автогенераоров, цепи вычитания частот и четчика с циФровьм отсчетным устойством, и преобразователя кодналог 2.Недостаткомевозможность иительного умен обретения - обеспечение тносительного уменьшени918793 3источник тока тары, причем вцход цепи. вычитания частот через переключатель, связанный с устройством управления, подключен к входам счетчиков, выход дополнительного счетчика через преобразователь кода в относительную длительность включен на управляющий вход ключа, второй вход которого связан с выходом,преобразователя код-аналог, а выход с входом сумматора, на второй вход которого включен источник тока тары, при этом выход сумматора связан с измерительной катушкой. На чертеже приведена схема весоизмерительного устройства.Весы содержат чувствительный элементс грузоприемной площад" кой 2 для груза 3, масса щх и относительное уменьшение массы которо"ыпхго " должны быть измерены; упрущхгие подвесы 4 и 5 с резерованными шейками 6-9, преобразователь 10 не- компенсации положения катушки измерительной, выполненной, например в виде источника 11 света, щелевую диафрагму 12, сделанную в буксе 13 чувствительного элемента 1, фотоприемник 14, усилитель (Ус) 15, управляемые автогенераторы (Г 1, Г 2) 1 Г и 17, цепь вычитания частот (ЦВЧ) 8, реверсивный счетчик импульсов (РСИ 1) 19, цифровое отсчетное устройство (ЦОУ 1) 20, преобразователь код-аналог (ПКА) 21, блоки 15-21 образуют систему электрического уравновешивания, переключатель 22 с выходами 23-26, ревер" сивный счетчик импульсое (РСИ 2) 27, цифровое отсчетное устройство (ЦОУ 2) 28, преобразователь 29 кода в относительную длительность Р - ф. Т,) ъ ключ (К 1) 30, источникь 1тока тары (Эт) 31, измерительную катушку 32 с токоподводами 33 и 34, расположенную на каркасе 35, постоянный магнит 36, магнитопроеод 37, составляющие магнитную систему 36-37, устройство 38 управленияи основание 39.Чувствительный элемент 1, грузо" приемная площадка 2, измерительная катушка 32, расположенная на каркасе 35, и букса 13 жестко соединены друг с другом, образуя подвижную часть 40. 4Измерительная катушка 32 крепится к основанию 35 с помощью упругих подвесов 4 и 5. Переключатель 22 имеет управляющий вход 41, а ключ 30 - управляющий вход 42 и соединен с сумматором 43.Устройство работает следующим образом,При отсутствии измеряемой массы й устройство 38 управления выдает сигнал на переключатель 22, разрешающий подключение выхода ЦВЧ 18 к входам РСИ 1 19 и отключает выходыЦВЧ 18 от входов РСИ 2 27. При этомна ецходе преобразователя 29ЯОЧ в ф т ) устанавливается сигнал,разрешающий прохождение сигнала свыхода ПКА 21 через ключ 30. Таккак исходное положение РСИ 1 19 произвольно и напряжение (ток) на выходе ПКА 21 любой, регулируемый источник 31 тока торы установлен внулевое положение, а сила Гр, развиваемая в измерительной катушке 32,расположенной е поле постоянногомагнита 36, определяется как . =В Ипричем Л в общем случае определяется как Д 1- Зппп+т,где В - индукция магнита;- длина обмотки .измерительнойкатушки.Под действием разности силсилы тяжести, определяемой весомпОдВижнОЙ части 40 Еро = йояЗ 55 где д " ускорение силы тяжести,и силы перемещается положение щелееой диафрагмы 12 по отношению к осветителю 11. Вследствие этого на выаоходе преобразователя 10 некомпенсации появляется сигнал дЦ, поступающий на вход усилителя 15, выходной сигнал которого управляет частотой аетогенератора Г 1 16, на выходе ЦВЧ 18. появляется сигнал раз"45нос тной частоты д Е = Е-Е, которыйпо команде от устройства управления, поданной на управляющий вход41 переключателя 22, подключаетсяк входам РСИ 1 19, так, что код в5 е РСИ 1 19 начинает изменяться, меняют-ся показания в ЦОУ 1 20 и одновременно изменяется напряжение на выходеПКА 21, подаваемое на вход ключа30.В положении в = 0 показанияЦОУ 1 20 должны быть равны нулю, авес подвижной части полностью скомпенсирован. Для этого необходиморегулировать источник тока тары та5 9187 ким образом, чтобы Р = В 33 т, а ток с выхода ключа 30 стал равным нулю, Это состояние соответствует нулевой кодовой комбинации, записанной вРСИ 1 19, и нулевому отсчету по ЦОУ 1 20.Таким образом, вес подвижной части 40 оказывается скомпенсированным с погрешностью,не превышающей погрешности измерения массы. При этом фо ЦОУ 1 20 служит нуль-индикатором момента компенсации.. Весоизмерительное устройство,содержащее чувствительный элемент с грузоприемной площадкой с ее системой подвески, измерительную катушку с магнитной системой, преобразователь некомпенсации положения иэмери" тельной катушки, систему электрического уравновешивания, состоящую иэ последовательно включенных усилителя, двух управляемых автогенераторов, цепи вычитания частот и счетчика с цифровым отсчетным устройством,и преобразователя код-аналог, о т л и" ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения измерения относительного уменьшения веса, в него введены до" полнительный счетчик с цифровым отсчетным устройством, устройство управления, переключатель, преобразователь кода в относительную длительность, ключ, сумматор и источник тока тары, причем выход цепи вычитания частот через переключатель, связанный с устройством управления, подключен к входам счетчиков, выход дополнительного счетчика через преобразователь кода в относительную длительность включен на управляющийвход ключа, второй вход которого связан с выходом преобразователя код-аналога, а выход с входом сумматора, на второй вход которого включен источник тока тары, при При подаче измеряемой массы.щположение переключателя 22 остается прежним. На К 1 30 также поданразрешающий потенциал. Источник токатары установлен в предыдущем тактеи стабилен. Подвижная часть 40 смещается вниз и сигнал с выхода преобразователя 10 некомпенсации черезсистему электрического уравновешивания 15-21, ключ 30, сумматор 43 ввиде тока :3 п поступает в измерительную катушку 32, создаваясилу Ррх = Е компенсирующую измеряемую массу щ. На цифровом отсчетном устройстве ЦОУ 1 20 устанавливается цифровое показание, соответствующее измеряемой массе щ, т.е.Их = Кщ, где К - постоянный масштабный коэффициент. В момент щ Ф 0 приотсутствии сигнала на выходе ЦВЧ 18устройство 38 управления подключаетвыходы ЦВЧ 18 и выходы 25 и 26 переключателя к входам РСИ 2 27 и отклю 35чает выходы 23 и 24 переключателя 22от входов РСИ 1 19, При этом на выхо-.де ПКА 21 остается сигнал, пропорциональный измеряемой массе щх. При40изменении (уменьшении) массы щх нанекоторую величину д щх, т.е. придействии на вход прибора величиныщх-Ьщх появляется сигнал на выходепреобразователя 10 некомпенсации,кои 45торый вызывает изменение разностноичастоты ь Е, пропорциональное сигналу некомпенсации преобразователя некомпенсации. В результате код И всчетчике РСИ 2 27 нарастает,преобразуется в преобразователе 29 в отно 50д 1сительную длительность -где Т - фиксированный период,Ь с - интервал времени, пропор-.циональный текущему коду в РСИ 2 27,таким образом, пропорционально относительной длительности сигнала навыходе преобразователя 29. 93 6Ключ 30 пропускает ток Э на вход сумматора 43,так что Э = 3 + + 3 , (1- в ), т.е. из тока ЗпА вы-.Ичитается часть тока - 3 п про(А) порциональная коду, накопленному в РСИ 2, в результате чего устанавливается равенствоЪ/ьР ьщ лЙ таким образом, - = - = ф в , чтоГ щв Тфиксируется и на ЦОУ 2 28.Таким образом, весоизмерительное устройство позволяет кроме массы измерять и получать значение в цифровой форме относительного приращения массы. Зкономический эффект от внедрения одного прибора составит 2 тыс, руб, в год.918793 НИИПИ Заказ 2121/2 Ф Тираж 671 Подписиеаев е е еае аЕВЕ в Е лиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектна этом выход сумматора связан с измерительной катушкой,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе. Авторское свидетельство СССРпо заявке И 2835362/18-10,кл. 6 01 С 7/0, 1979 2. Кнорринг В.и Рукина Л.К,Новый метод построения цифровых компенсационных приборов для измере" ния механических величин. - "Цифровые 3 измерительные и управляющие устройства". Труды ЛПИ им. И.И. Калинина, Л., 19 б 5, с. Ю 256, с. 3-9 (прототип) .