Устройство для определения веса расходуемого электрода электротермической установки

(1% 01) ЗСЮ а 01 0 ЗОБРЕТЕН ОПИСА К АВТОРСИО ИДЕТЕЛЬСТВУ н енко и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергет -ческий институт(56) 1. Патент ФРГ М 115739,кл. 21 а 13/13, 1964.2. Авторское свидетельство СССРР 794387, кл. О 01 б 9/00, 1979(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯВЕСА РАСХОДУЕМ)Ж ЭЛЕКТРОДА. ЭЛЕКТРО"ТЕРМИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ, содержащееэлектродвигатель перемещения электрода, связанный через датчык тока свыходом преобразователя, регистрирующий прибор, ключ, Формировательимпульсов управления и генератор осциллирующих колебаний, подключенныйвыходом к входам преобразователя иформирователя импульсов управления,соединенного первым выходом с управляющим входом ключа, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности эа счет обеспечения постоянных условий проведенияпоследовательных измерительных операций, оно снабжено счетчиком, соедине ным входом установки нуля с вторым выходом формирователяимпульсов управления, преобразователем напряжение-частота, вход которого соединен с выходом датчика тока, а его жход через ключ соединен со счетным входом счетчика, поразрядные выходы которого соединены с соответствующими входами регистрирующего прибора, при этом Формирователь импульсов управления содержит .счетчик тактовых импульсов, три дешифратора, первый и второй Втриггеры, выходы которых соединены соответственно с первым и. вторьи .выходами Формирователя импульсов управления, и дополнительный ключ, управляющий вход которогосоединен с входом формирователя импульсов управления, генератор тактовых импульсов, выход которого через дополнительный ключ связ.ан со счетным входом счетчика тактовых импульсов, поразрядные выходы которого с соединены с входами трех дешифраторов, выход одного из которых соединен с входом Я первого триггера, вход Н которого соединен с .выходом второго дешифратора и входом Б второго триггера, вход в которого соединен с.выходом третьего дешифратора.ФИзобретение относится к весоизмерительной технике, в частности кустройствам для измерения веса расходуемого электрода в электротермических установках,Известно устройство для определения веса расходуемого электрода,содержащее тензометрический датчик,установленный на подвижной частиэлектродной установки и подключенный к преобразовательно-усилительному узлу, связанному с регистрирующимприбором 1 3Недостатком устройства являетсясложность конструкции, обусловленнаятрудоемкостью встраивания специаль 15ного датчика в подвижную часть установки, а также трудностью выделениясигнала, пропорционального весу электрода из-за влияния силового токапечи, протекающего по конструктивнымэлементам датчика, динамических усилий, обусловленных работой приводаперемещения электрода.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройство для определения вЕса расходуемого электрода электротермической установки, содержащее электродвигательперемещения электрода, связанный через датчик тока с выходом преобразователя, регистрирующий прибор и генератор осциллирующих колебаний, подключенный выходом ко входам преобразователя и формирователя импульсовуправления, соединенного выходом суправляющим входом ключа 2 .35Недостатком известного устройстваявляется ограниченная точность измерения веса расходуемого электрода,что связано с изменением момента сопротивления трения при реверсе двигателя, Кроме того, на точность измерения оказывает влияние изменяющийсяво времени по случайному закону ток. возбуждения двигателя.Цель изобретения - повышение точности за счет обеспечения постоян 45ных условий проведения последовательных измерительных операций.Поставленная цель достигается тем,что устройство для определения весарасходуемого электрода электротермической установки, содержащее электродвигатель перемещения электрода, свяданный через датчик тока с выходомпреобразователя, РегистРиРУющий прибор, ключ, формирователь импульсовуправления и генератор осциллирующихколебаний, подключенный выходом квходам преобразователя и формирова- .теля импульсов управления, соединенного первым выходом с управляющим 60входом ключа, снабжено счетчиком,соединенным входом установки нуля свторым выходом формирователя импульсов управления, преобразователем напряжение частота, вход которого соединен с выходом датчика тока, а его выход через ключ соединен со рчетным входом счетчика, поразрядные выходы которого соединены с соответствующими входами регистрирующего прибора, при этом формирователь импульсов управления содержит счетчик тактовых импульсов, три дешифратора, первый и второй Втриггеры, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами формирователя импульсов управления, и дополнительный ключ, управляющий вход которого соединен с входом формирователя импульсов управления, генератор тактовых импульсов, выход которого через дополнительный ключ связан со счетным входом счетчика тактовых импульсов, поразрядные выходы которого со" единены с,входами трех дешифраторов, выход одного из. которых соединен с входом Я первого триггера, вход Б которого соединен с выходом второго дешифратора и входом Б второго триггера, вход Н которого соединен с выходом третьего дешифратора.На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграмма, поясняющие работу устройства.Устройство для определения веса расходуемого электрода электротермической установки содержит камеру 1, в которой перемещается расходуемый электрод 2, источник 3 питания, электродвигатель 4 перемещения электрода и преобразователь 5, снабженный датчиком б тока, Генератор 7 осциллирующих колебаний подключен к входам преобразователя 5 и формирователя 8 импульсов, Преобразователь 9 напряжение-частота соединен входом с выходом датчика б тока, а выходом через ключ 10 - со счетным входом счет-. чика 11, который своими поразрядными выходами связан с Регистрирующим прибором не показан).формирователь 8 импульсов управления содержит генератор 12 тактовых импульсов, соединенный через дополнительный ключ 13 со счетным входси второго счетчика 14, выходы которого годключены к входам дешифраторов 15-17, связанных с входами й-Б триггеров 18 и 19, выходы которых подключены соответственно к управляющему входу основного ключа 10 и к вхо" дам установки нуля первого счетчика 11.Обмотка 20 возбуждения электродвигателя 4 подключена к выходу стабилизатора 21 тока.Устройство работает следующим .обФразом.Генератор 7 вырабатывает знакопеременный сигнал 0 (фиг. 2) . поступающий на вход преобразователя 5, обеспечивающий измерительно-ревер 1068724сивное перемещение вала двигателя 4и механически связанного с ним электрода 2.На фиг. 2 приведены диаграмгы тока двигателяи скорости двигателяиг при- выполнении реверсивного измерительного перемещения (неличинаизмерительного перемещения принимается много меньшей длины межэлектродного промежутка, чтобы не вноситьвозмущений в работу установки). Частота импульсов Ни на выходе преобразователя 9 напряжение-частота пропорциональна току якоря двигателя 4,т.е,Й .".и фгде К - коэффициент передачи преобраэователя аналог-частота.Одновременно генератор 7 подаегкомандный сигнал, включающий в работуФормирователь 8. импульсов. Этот сиг-нал поступает на управляющий вход 20ключа 13, разрешая его работу. Приэтом генератор 12 тактовых импульсовподключается к счетному входу второго счетчика 14, который заполняетсяс частотой Г. Дешифраторы 15-17 вырабатывают сйгналы соответствующиеопределенным числам, записанным всчетчике, обеспечивая тем саМымвключение с соответствующими временными интервалами В-Б триггеров 18 и 3019. На выходах триггеров 18 и 19вырабатываются импульсы Ц-Н(Фиг, 2),управляющие работой основного ключа 10 и первого счетчика 11.Сигнал .У.1, вырабатываемый на первом выходе формирователя 8 импульсовна выходе триггера 18, осуществляетсброс в нуль измерительного счетчика11, а сигнал У со второго выходаформирователя 8 (выход триггера 19)открывает ключ 10 на время, разрешая тем самым паступление импульсовс выхода преобразователя 9 напряжение-частота на счетный вход счетчика11. Указанный процесс измерения происходит на первой полуволне напряжения У и, вырабатываемого генераторомосциллирующих колебаний, соответствующей подъему электрода 2 (фиг. 2),Временной сдвиг сигнала У 2 отно.сительно сигнала пг, вырабатываемого 50генератором 7, вводится для исключения из процесса измерения пусковоГотока, величина которого не зависитот веса электрода, и выбирается больше времени разгона двигателя 4. Завремя 1 и = сопзс действия сигнала(выбирается исходя из точности измеренияв счетчик 11 записываетсячисло :1, пропорциональное весуэлектроДа С и Равное1 и и и и ЭМомент, развиваемый двигателем Э итр 65 где К - коэффициент, учитывающийнеизменные параметры двигателя;Свес неизменяющейся частимеханизма перемещения(электрододержатель и т.д.)С - вес электрода;0 в . коэффициент передачи механизма перемещения;Ммомент сопротивления трения.При неизменных значениях в процессе измеРения Си, е 1 11 . (что всегда выполняется) ток якоряпропорционален весу электрода С . Таким образом, на выходах счетчика 11 в каждом цикле измерения записывается число Б;, пропорциональное текущему значейию веса расходуемого электрода, которое поступает на регистрирующий прибор.Использование преобразователя 9 напряжение-частота и первого счетчика 11 для;:измерения величины тока двигателя 4 обеспечивает повышение точности за счет усреднения измеряемой величины. на интервале С . Необ ходимость этого и обстоятельства условий проведения последовательных измерительных операций вызваны тем, что токякоря двигателя 4, вырабатываемый преобразователем 5 1 обычно тиристорным), включает н себя большую переменную составляющую, которая не содержит полезной информации, поскольку измеряемой величиной является среднее значение тока якоря.Формирование импульсов управления ключем 10 и счетчиком 11 производится В-Б триггерами 18 и 19, управляемыми дешифраторами 15-17, Момент времени, соответствующий началу измерения, устанавливается дешифратором 16, сигнал с выхода которого поступает на вход Я триггера 18 и на вход В триггера 19. Триггер 18 переключается при этом в состояние, соответствующее единичному уровню выходного сигнала, разрешающего работу первого счетчика 11, Одновременно триггер 19 переключается н состояние. также соотнетстнующее единичному уровню выходного" сигнала, что открывает ключ 10, В этом состоянии схемы происходит измерение среднего значения токаякоря .двигателя 4. Процесс измерения заканчинается через время си, когда на выходедешифратора 17 сформирован сигнал, переключающий триггер 19 н исходное состояние, вызывающее запирание основного ключа 10. На этом процесс измерения заканчивается.Описанный процесс измерения тока якоря периодически повторяется а частотой, определяемой генератором осциллирующих колебаний и устанавливаемой в зависимости от скоростиСизменения веса расходуемого электро"да (скорости его плавления). Пропорциональность между моментом нагрузки на валу двигателя и, следовательно; весом электрода достигается только при постоянстве тока возбуждения двигателя, что обеспечивается введением в схему стабилизатора 21 тока. Это устраняет влияние колебания напряжения и температуры на точность измерения. В предлагаемом устройстве в каждом цикле производится, только однаизмерительная операция, которая производится при подъеме электрода, чтообеспечивает постоянство условий проведения последовательных измерительных операций и повышает точность .Такое выполнение устройства позволяетссократить число измерительных.операций до одной, что повышает точ ность измерения не менее, чем в2 раза.1068724 Составитель. А. ЕрошкинТехред И,Метелева Корректор Л. Тяско ктор О. Бу акаэ 11447 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная ВНИИП по 130359 ж 614 Росударст лам изобр осква, Ж Подписнае венного Комитета етенийи открытий 35, Раушская наб.