Устройство для отбраковки изделий по массе

(19) (11) 16313 ельюе- ятей, кой, фильт вход управ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИ(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБРАКОВКИ ИЗДЕЛИЙ ПО МАССЕ, содержащее пьезоэлектрический датчик массы, электрометрическнй усилитель эаряда сключом в цепи обратной связи, фильтри механический узел подачи изделий,при этом выход пьезоэлектрическогодатчика массы соединен с входом элекрометрического усилителя заряда, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с цповышения точности отбраковки издлий по массе путем исключения влиния временной нестабильности датчи"ка массы и электрометрического усилителя, в его состав введены быстродействующий прерыватель, фаэочувствительный фиксатор уровня, фильтр ниэ ких частот, управляемяй компаратор, формирователь управляющих импульсов, а механический узел дискретной подачи содержит два датчика положения подвижных частей механизма, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами формирователя управляющих импульсов, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с управляющими входами компаратора,фиксатора уровня, усилителя заряда и быстродействующего прерывателя, вход которого соединен с выходом усилителя заряда, а выход через фильтр сое. динен с входом фиксатора уровня, вы- ф ход которого через фильтр нижних час- тот соединен с входом компаратора.2, Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью С расширения функциональных воэможносоно снабжено запоминающей ячей- а вход которой соединен с выходомра нижних частот, а управляющийс пятым выходом формирователяляющих импульсов.Кроме того, устройство снабженозапоминающей ячейкой, вход которойсоединен с выходом фильтра нижних Изобретение относится к несоизме- частот а уа управляющий вход - с пятымрительной технике, в час -.ности к ан- -выходом форми рователя управляющих имтоматическим сортировочным весам, пульсов.гредназначенным для отбраковки иэде- Это позволя тяет исключить дополнительные погрешности изменения массыить точность отбраковки издеИзвестно устройство, содержащее 5 и повыситьэлектромеханический весоизмеритель и лий путемм исключения влияния паразитмеханизм для дискретной подачи нзне- ных ист очникон электрического токашиваемого изделия на грузоприемную и ЭДС н цепи датчикплощадку весов (1,н цепи датчика и электрометрического усилителя,представлена функциональНедостатком этого устройства явля На фиг, 1ется низкое быстродействие, обуслов- ная схемая схема предлагаемого устройства;ленное многократным преобразованием на фиг, 2 временные диаграммы рабоинформационного сигнала, ты его основных блоков.Наиболее близким к изобретению по Устройствоо содержит последовательтехнической сущности является устройно подключенные пьезоэлектрическийсоде жаство для отбраковки изделий по весу, датчик 1 массы электрическийю Р ески усилимассы электр щее пьезоэлектрический датчик тель 2 заряда быстряда, ыстродействующийзаряда с ключосы, электрометрический усилитель прерыватель 3 сигисигнала, фильтр 4, фаР да с ключом и цепи обратной сня- зочувствительный фиксато 5зи, фильтр и механический зьны и ксатор уровня,ескии узел пода О фильтр 6 нижних частот и упранляемыйчи изделий, при этом ныхо ид ьезоэлект- компаратор 7, а также Формировательрического датчика мд массы соединен с 8 импульсов, запоминающую ячейк 9 - )входом элект ометю яче кузаряда 21Рометрического усилителя и механический узел 10 дискр йетно по.3 дачи взвешиваемого иэделия 11 наНедостатком известного сто устройст грузоприемную площадку датчика 1,ва является низкая точность отбракон- В узел 10 вствстроены датчики 12 ики изделий по весу, 13 положения подвижных частей мехаЦелью изобретения является повыше низмание точности отбраковкимассе п теизделий по Усилитель 2 заряда содержиту м исключения влияния вре- рометрический операит электционны усилительйменной нестабильности датчика массы З 14 постос янного тока, интегрирующийПои электрометрического усилителя. койденсат 15ор и ключ 16 с управляюоставленная цель достигается тем, щим входом 17, прерыватель 3 - речто вустройство для отбраковки изде- зистор 18 и быстродействующий (транлий по массе, содержащее пьезоэлект- зисторный) ключ 19 с управляющимрический датчик массы, зле ктрометри - З 5 входом 20, а Фазочувствительный фикческий усилитель заряда с ключом н сатор 5 уровня - конденсатор 21,цепи обратной связи, фильтр и механический узел подачи изделий, при мощности и ключ 23 с управляющим вхоэтом выход пьезоэлектрического датчи дом 24.паратор имеетка массы соединен с входом электро Управляемый компа ато 7метрического усилит еля з аряд а, вне- первый и второй информационные входены быстродействующий прерыватель, ды 25 и 26, управляющий вход 27, выфазочунствительный фиксатор уровня, ход 28 и общую шину 29 устройства.фильтр низких частот, управляемый Запоминающая ячейка 9 содержиткомпаратор Формирователь управляющих д конденсатор 30, нысокоомный повториимпульсов, а механический узел дис- тель 31 напряжения и ключ 32 с управкретной подачи, содержит два датчика ляющим входом 33 а датчик 12 п ложположения подвижных частей механизма, ния - источник 34 излучения и фотовыходы которых соединены соответст- поиемник 35, оптически разделенныевенно с первым и вторым входами Фор О непрозрачной подвижной деталью 36 смирователя управляющих импульсов, диафрагмой 37,перый, второй, третий и четвертый На фиг, 2 показана диаграмма 38выходы которого соединены соотнетст- работы но времени механического узлавенно с управляющими входами компа- подачи вз нешинаемого изделия, причемратора, фиксатора уровня, усилителя высокий уровень на эпюре соответстзаряда и быстродействующего прерына- нует попаданию всего иэделия на гру 55теля, вход которого соединен с выхо- зоприемную площадку датчика 1 веса,дом усилителя заряда, а выход через а нулевой уровень соотнетствует отФильтр соединен с входом Фиксатора сутствию (снятию) изделия на грузоуровня, выход которого через фильтр приемной площадке, эпюра 39 управляюнижних частот соединен с входом ком щего напряжения на входе 17 ключа 16пар атор а. ,усилителя заряда, график 40 напряжения на выходе усилителя 1 заряда вовремяпрохождения всех фаз работы устройства, эпюра 41 управляющего напря 65 жения на входе 20 кдыоча 19 прерынателя 3, график 42 напряжения на выходе прерывателя 4, график 43 напряжения на выходе фияьтра 4, эпюра 44 управляющего напряжения на входе 24 ключа 23 фиксатора уровня, график 45 напряжения на выходе фиксатора 5, график 46 напряжения на выходе фильтра б, эпюра 47 стробирующего напряжения на входе 27 компаратора 7, график 48 напряжения на выходе стробируемого компаратора 7 для случая, когда вес изделия на соответствует заданному, зпюра 49 управляющего напряжения на входе 33 ключа 32 запоминающей ячей ки, график 50 выходного напряжения запоминающей ячейки, 5Устройство работает следующим образом.Механическим узлом 10 изделия 11 поочер ед но сг авят ся и снимаются с грузоприемной площадки датчика 1 веса в периодическом режиме с требуе 20 мой частотой повторения циклов (эпюра 38, фиг. 2) . При этом датчик 12 положения первой подвижной детали механизма 10 в нужный момент времени вырабатывает начальный импульс, пос 25 тупающий через Формирователь 8 (эпю-ра 39) на вход 17 нормально разомкну- того ключа 16 усилителя заряда, вследствие чего происходит быстрый разряд интегрирующего конденсатора 15, и выходное напряжение усилителя 14 равно нулю, После окончания импульса 39 ключ 16 нозвращается в исходнОе разомкнутое состояние, причем вследствие паразитного наброса заря- З 5 да происходит смешение выходного напряжения усилителя 2 (эпюра 40).Далее формирователем 8 вырабатывается импульс 41 напряжения, поступающий на вход 24 нормально разомкнутого ключа 23 фиксатора 5. При этом ключ 2 3 з амык ает ся, к онден сатор 2 1 заряжается до уроння начального смещения выходного напряжения усилителя заряда, пропущенного блоками 3 и 4. Благодаря этому, а такие вследствие использования электрометрического режима работы оконечного усилителя 22, по окончании импульса 44 выходное напряжение Фиксатора 5 сохраняется точно на нулевом уровне,Спустя небсльшой промежуток времени механическим узлом 10 производит ся постановка изделия 11 на грузоприемную площадку датчика 1, и одновременно с этим формирователем 8 вырабатывается импульс 41, поступающий на вход 20 ключа 19 прерывателя 3. Подача взвешиваемого иэделия 11 обычно сопровождается ударом изделия 60 11 о грузоприемную площадку датчика 1, происходящим, например, вследствие падения изделия из автоматически разжимающегося держателя подаваемого изделия, При этом выходное напряже-, 65 ние усилителя заряда содержит переменную гармоническую составляющую,медленно затухающую во нремени и сравнимую по величине с полезным сигналом, пропорциональным весу иэделия(эпюра 40)Наиболее интенсивная часть - первые периоды гармонической помехи,даже выходящие с одной стороны запределы амплитудного диапазона усилителя заряда - не пропускают=я прерывателем 3 благодаря замкнутому состоянию ключа 19 в течение длительности импульса 41.Остальная, более поздняя, частьвыходного:. сигнала (эпюра 42) усилителя 2 проходит через блок 3 и фильтр4, ослабляющий в несколько десятковраз высоко частотную помеху (эпюра43), Далее сигнал проходит черезпоследовательные ветви фазочувстнительного. фиксатора 5, причем возникшие помехи на сигнале, вносимые оконечным электрометрическим усилителем22 фиксатора 5, дополнительно сглаживаются фильтром б нижних частот (эгпоры 45 и 46),Датчиком 13 положения второйподвижной детали механизма 10 нырабатывается импульс, который через формирователь 8 проходит на стробирующийвход 27 компаратора 7, а также управляющий импульс, поступающий на вход33 ключа 32 запоминающей ячейки 9(эпюры 47 и 49) . При этом на выходе28 компаратора 7 вырабатывается импульс .(эпюра 48) в случае, если амплитуда выходного напряжения фильтраб в момент стробирования меньше заданного опорного напряжения на входе 26 компаратора.Кроме того, в момент стробирования производится замыкание ключа 32запоминающей ячейк:1 9, благодарячему конденсатор 30 заряжается домгновенного значения выходного напряжения фильтра б в момент начала размыкания ключа 32, т.е, по заднемуфронту управляющего импульса на эпюре 49. Это напряжение сохраняетсяна постоянном уровне в течение всего периода работы устройства благодаря высокоомному (и даже электрометриче скому) входу повторителя 31.Выходной импульс компаратора 7поступает далее в качестве командына исполнительное звено (не показано), отбраковывающее дефектное повесу иэделие, При нормальном весеизделия импульс на выходе компартора не вырабатыйается, и изделие направляетсй в отсек для гс 1 пной продук.ции. Выходной сигнал запоминающей ячейки 9 используется для настройки устройства, а также дает информацию об истинном весе каждого издс лия, кото 1093907рая может быть считана и зарегистрирована с помощью обычного цифровоговольтметра и цифропечатающей машинки (не показаны) . Внедрение предлагаемого устройства позволяет исключить погрешность взвешивания, обусловленную набросом заряда при коммутациях ключа усилителя заряда, высокочастотной помехой при ударном нагружении пьезоэлектри ческого датчика веса и электромагнитной наводке на входные цепи устройства от действующих силовых электроустановок, помехой и бросками н промышленной сети, проходящими по цепипитания, В то же время использование пьезоэлектрического метода измерения силы обеспечивает возможностьдостижения высокой частоты повторения циклов взвешивания, т.е. обеспечивает высокое быстродействие автоматического устройства для отбраковки изделий по весу1093907 г.Г Составитель А.Ерошинедактор О.Черниченко Техред С.Легеза ор А .Ференц Ко одпи сно оектная, 4 илиал ППППатент, г. Ужгоро аз 3411/33 ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, Ж