Взвешивающее устройство

(2,1) Приоритет но делам наабретеннй н аткрытнй(54) ВЗВЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к весоизмерительной технике,Известны взвешивающие устройства,состоящие из основания, датчика перемещения, упругого элемента, генератора электрических колебаний, регист.ратора 111,Недостатком устройства являетсянизкая точность измерения из-за влияния изменений внешних условий средытОна упругии элемент.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсявзвешивающее устройство, содержащееоснова)ие, датчик перемещения с уп 15ругим элементом, соединенные с основанием и регистратор 2.Недостатком этого взвешивающегоустройства явлется низкая точностьизмерения из-за впияния флуктуацион 20ных колебаний и из-за низкой чувствительности пои малых перемещениях.Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что взвешивающее устройство снабжено источником монохроматического света и последовательно установленным по ходу луча формирующей оптикой, световодом с зеркалами, закрепленном на основании, фокусирующей оптикой, фотодиодами, электрически связанными с регистратором и решеткой, выполненный не менее чем с тремя рядами прямоугольных отверстий по осям соседних отверстий в каждом ряду равным заданной толщине Ь интерференционной полосы, причем отверстия крайних рядов смещены относительно друг друга вдоль ряда на половину толщины полосы, а смещение между любыми соседними рядами равно 2121 о) где Я - количество рядов, а датчйк перемещения груза выполнен интерференционнь 1 м с двумя уголковыми отражателями, расположенными на двух соответствующих платформах, и двумя упругими элементами, закрепяенными с3 932255одной стороны на соответствующихуказанных платформах, а с другоина основании, причем уголковые отражатели оптически связаны со световодом, 5На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг, 2решетка; на фиг, 3 - уголковый отражатель,Взвешивающее устройство состоит 10из основания 1, датчика 2 перемещения, источника 3 монохроматическогосвета, формирующей оптики 4, световода 5 с зеркалами 6 и 7, закрепленного на основании 1, решетки 8, фокусирующей оптики 9, фотодиодов 10,регистратора 11,Датчик 2 перемещения состоит издвух уголковых отражателей 12 и 13,расположенных на двух соответствующих платФормах 4 и 15 с грузамиисследуемым 16 и компенсационным 17и двух упругих элементов, представляющих собой пружины 18 и 19, закрепленные на основании 1 и на соответствую- д 5щих платформах 14 и 15,Решетка представляет собой прямоугольную пластину с тремя рядами отверстий, (Фиг. 2). Расстояние междуосями двух соседних отверстий в каждом ряду равно толщине интерференционной полосы. Все отверстия одногокрайнего ряда смещены относительновторого крайнего ряда на половинутолщины полосы. Отверстия среднегоряда смещены на четвертую часть тол 35щины полосы относительно соседних рядов. Таким образом, если светлаячасть интерференционных полос попадает на отверстия первого крайнего4 Оряда, то темная часть - на отверстиявторого крайнего ряда, а граница меж-ду ними - на отверстия среднего ряда.Для различения направления движенияполос логическим устройством регистратора решетка должна быть снабжена45не менее чем тремя рядами отверстий.Уголковый отражатель представляетсобой правильный тетраэдр (фиг, 3),выполненный, например, пустотелым,внутри покрытый отражательным слоем. Устройство работает следующим образом.Луч света фиг. 1) от источника 3 монохроматического света, пройдя 55 Формирующую оптику 4, разделяется зеркалом 6 световода 5 на два луча одинаковой интенсивности, Одна половина луча направляется по световоду науголковый отражатель 13, а другаячасть зеркалом 7 на уголковый отражатель 12. Первая часть, отразившисьот уголкового отражателя 13 параллельно самому себе (свойство угловыхотражателей),снова попадает на,разделительное зеркало 6, где ее половина(или четвертая часть общего луча),отразившись, поступает на решетку 8,а вторая часть от отражателя 12 направляется зеркалом 7 также на разделительное зеркало 6, где ее половинаили четвертая часть общего луча),пройдя зеркало, также попадает на решетку. На решетке возникнут интерференционные полосы, состоящие из свет-лой и темной частей. При сжатии илирастяжении любой из пружин 18 и 19разность хода между обеими частямилуча будет изменяться, Соответственно полосы смещаются вдоль рядов в туили иную сторону, в данном случаевверх или вниз, При попадании светлыхчастей полос на отверстия того илииного ряда на соответствующий фотодиод 1 О поступают световые импульсы,сфокусированные оптикой 9, Регистра"тор 11 накапливает импульсы каждойпоследовательности, а затем находитих разность. Разность с соответствующим знаком характеризует величину сжатия или растяжения пружины,В случае изменения температурывнешней среды упругость обеих пружинменяется. Бсли компенсационный грузподобран равным исследуемому, то изменение упругости вызовет одинаковыеперемещения платформ. При этом разность кОда между обеими частями лучане изменится, смещения полос не произойдет.В случае возникновения угловых ибоковых линейных Флуктуационных колебаний пружин с уголковыми отражателями длина каждой части луча не изменится свойство уголковых отражателей) соответственно разность ходамежду лучами также не изменится. Вобоих случаях в регистратор не поступают электрические импульсы. Следова"тельно, при возникновении флуктуационных колебаний вдоль пружин в регистратор поступают импульсы той или другой последовательности в одинаковыхколичествах.Таким образом, применение весоизмерительного устройства с интерференционным датчиком перемещения значительно повысит чувствительность и точность взвешивающих устройств с упругим элементом. С помощью указанных устройств можно определять изменение веса веществ с большой объемной плотностью, необходимое при исследовании образцов строительных изделий, в частности ограждающих конструкций, а также проводить исследования по нахождению адсорбционных характерис тик различных строительных материалов в широком диапазоне изменения температуры и влажности.5формула изобретения. Взвешивающее устройство, содержащее основание, датчик перемещения груза с упругим элементом, соединен ные с основанием, и регистратор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельк повышения точности измерения, оно снабжено источником монохроматического света и последовательно установленными по ходу луча формирующей оптикой, световодом с зеркалами, зак репленным на основании, фокусирующей оптикой, фотодиодами, электрически связанными с регистратором, и решеткой, выполненной не менее чем с тремя рядами прямоугольных отверстий, с расстоянием по осям соседних отверстий в каждом ряду, равным заданной толщине Ь интерференционной полосы, причем отверстия крайних рядов смещены относительно друг друга вдоль ряда на половину толщины полосы, а смещение между любыми соседними рядами равно - во, где П - коЛи 21 п)чество рядов, а датчик перемещения груза выполнен интерференционным, с двумя уголковыми отражателями, распо. - ложенными на двух соответствующих платформах, и двумя упругими элементами, закрепленными с одной стороны на соответствующих укаэанных платформах, а с другой - на основании, причем уголковые отражатели оптически связаны со световодом. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент ФРГ Н 1038770,кл. С 01 С 3/02, 1958,2. Авторсокое свидетельство СССРпо заявке И 2736599/10-18,кл, С 01 С 3/02, 1979 (1 ототип),%г. 3Составитель Е, Евграшина Редактор Е, Лушникова Техрец М, Рейвес Корректор Н. Швыдкая Заказ 373/57 Тираж 671 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий11 С 35, Москва ЖРаушская наб. ц. ч/Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, ч