Карманные весы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) (111 ОМИТЕТ СССР ТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙГОСУД АРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЛЬСТВУ врсмеци,ОПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИД(56) 1. Заявка ФРГ К 2013003,кл. С 1 01 Ц 23/20, опублик. 19732. Авторское свидетельство СССР11 по заявке уф 3585273/18-10,кл. б 01 С 3/16, 28.04.33,(54)(57) КАРМАННЫЕ ВЕСЫ, содержащиекорпус, в котором размещены грузоприемный узел в виде сопряженныхпьезокварцевых пластин, электродыкоторых подключены к элементам И-НЕ,выходы которых подсоединены к суммаС О с. 116г 0119/ тордм и иггдикгторо т л и ч д ющ и е с я тем, что, с целью рдсширеция фуцкциоцдлгцых возможностей путем обеспечения взвешивания при измеггян 1 гяемся положении центра массы груза, ц цих введены дополнительныесуммдторы, трднзисторный ключ и ре,ггс временгг, причем каждый грузоприсмцый узел выполнен с плоской пружиной, рдсположеггггогг между пьезокварцевыми пластинами, а корпус выполненн виде двух створок, связанных междусобой шарниром, при этом выходы сумматоров подключены к входам первогодополнительного сумматора, выходкоторого через ключ связан с входомвторого дополнительного сумматора,уггрдвляющий вход которого и управллюшиц вход ключа подключены к релеИзобретение относится к весовомуприборостроению и может быть использовано в качестве карманного прибора для индивидуального взвешиванияи взвешивания твердых предметов, 5Известны карманные весы, содержащие корпус, в котором размещенынагрузочные плоцадки, плоские пружины и индикатор 11,Недостатками данного устройства 1 Оявляются значительная масса и неудобство эксплуатации, обусловленныебольшим весом механического преобразователя силы и необходимостью установки нуля и коэФФициента преобразования перед каждым измерением, а также чувствительность к изменению положения центра масс измеряемого объекта относительно оси чувствительностипреобразователя силы, 20Наиболее приблизким к предлагаемым весам являются карманные весы,содержащие корпус, в котором размещены грузоприемный узел в видесопряженных пьезокварцевых пластин, 25электроды которых подключены к элементам И-НЕ, выходы которых подсоединенык сумматорам, и индикатор.Недостаток известных весов заключается в невозможности взвешивания ЗОс приемлимой точностью в случае изменения центра тяжести груза, какэто имеет место при взвешивании человека из-за изменения его положенияотносительно оси весов. Цель изобретения - расширение функциональньх возможностей путем обеспечения взвешивания при изменяющемся положении центра массы груза.указанная цель достигается тем, что в карманные весы, содержащие корпус, в котором размещены грузоприемный узел в виде сопряженных пьезокварцевых пластин, электроды которых подключены к элементам И-НЕ, выходы 45 которых подсоединены к сумматорам, и индикатор, введены дополнительные грузоприемные узлы в виде сопряженных пьезокварцевых пластин, дополнительные сумматоры, транзисторный ключ и реле времени, причем каждый грузоприемный узел выполнен с плос" кой пружиной, расположенной между пьезокварцевыми пластинами, а корпус выполнен в виде двух створок, связан-.55 ных между собой шарниром, при этом выходы сумматоров подключены к входам первого дополнительного сумматора,выход которого через ключ связан свходом второго дополнительного сумматора, управляющий вход которого иуправляющий вход ключа подключены креле времени,На Фиг, 1 показаны весы в плане исхема соединения элементов, на фиг.2.разрез А-А на фиг. 1,Корпус 1 включает в себя створки2 и 3 (левую и правую) и нагрузочные площадки 4,. каждая из которыхрасположена соответственно на створках 2 и 3, подввкно связанных междусобой посредством цилиндра 5. В открытом состоянии створки 2 и 3 (рабочее положение) располагаются на основании вверх нагрузочными площадками 4, В закрытом состоянии створки2 и 3 (нерабочее полажение) фиксируются с помоцью Фиксатора 6, включающего подпружиненные шарики 7, укрепленные на левой створке 2, и пружинные гнезда Я, установленные направой створке 3.В корпусе 1, например, внутри шарнира 5 установлен источник 9 тока,положение которого фиксируется спомощью пружины 1 О и винта 11.На нагрузочных площадках 4 (свнутренней стороны) имеются ребра 12жесткости, кинематически связанныесо стяжками 13, расположенными (фиксированно или с зазором) на плоскихпружинах 14, концы которьк закреплены на боковых стенках створок 2 и 3корпуса 1. При консольном варианте плоскиепружины 14 закреплены только однимконцом на боковой стенке створок 2и 3.Между боковыми стенками створок2 и 3 и стяжками 13 укреплены сопряженные пьезокварцевые пластины 15(по две сопряженных пьезокварцевыхпластины 15 на каждой стяжке 13).Сопряженные пьезокварцевые пластины 15 имеют идентичные параметры(начальную частоту колебаний,сило-частотный коэффициент, добротность, температурный коэффициентчастоты, геометрические размеры и обработку) .Сопряженные пьезокварцевые пластины 15 имеют электроды 1 б,В корпусе 1 .размещены элементыИ-НЕ 17 (по числу сопряженньк пьезокварцевых пластин 15), первые сумматоры 18 (один сумматор на два сопря 11188 Гт 9начальное значение частоты пьезоэлектрическихкогтебаций сопряженнойпьезокварцевой пластины, 51) - диаметр (или усредненный поперечник) сопряженной пьезокварцевойпластины,- толщина сопряженнойпьезокварцевой пластины,Й - часть усилия, действующего на сопряженную пьезокварцевую пластину,)лектрические сигналы с каждой 15тартл сопряженных пьезокварцевых пластин 15 через соответствующие элементы И-НЕ 17 (работающие в автогенераторном режиме) подаются ца первыйсумматор 18, где происходит вычита Оцие частот указанных электрическихсигналов, в результате чего на выходе первого сумматора 18 появляетсясигнал удвоенной разности частотвенк Г тни кт 1С выходов первых сумматоров 18электрические сигналы подаются на соответствующие входы второго сумматора 19, где происходит арифметическое ЗОсложение удвоенных приростов частоты,в результате чего на выходе второгосумматора 19 появится электрическийсигнал, являющийся результатом удвоенного суммарного отклонения всех35пар сопряженных пьезокварцевых пластин 15, возмущенных суммарным механическим напряжением от измеряемоймассы+-2 тт 1") = -2 Ь смТаким образом, на выходе второгосумматора 19 появляется электрический сигнал, частота которого равнаудвоенному суммарному значению частоты всех дифференциально включенныхи распределенных по всей площадинагрузочных площадок 4 пьезокварцевыхпреобразователей (сопряженных пьезокварцезых пластин 15) - 2 ЬсцмЪОС выхода второго сумматора 19 этотсигнал подаетс я ца первый вход тран.тистортц 1 то ключа т, ца втор 1 йт холкоторогтт ттодаетс я зттектртт 1 тсс кцй сцг -цал с Фтлксттроттаттттттм периодом (например, равттт 4 т 1 с) от реле 22 времени,открывающий транзисторный кчюч 20ца Фиксироттаццое время равное, наттример 1 с. В течение этого времени(1 с) частота суммарного электрического сигнала заполняет третий сумматор 21, с котрого считывается заФиксированная в нем информация (число импульсов) на цифровое электрическое табло 23, где индицируетсяв течение фиксированного времени,задаваемого от реле времени (ттаттример,в течение 1 с), величина массы взвешиваемого объекта,Иа цифровом электрическом табло 23 показания индицируются непосредственно в единицах массы (килограммах), поскольку преобразование массы в усилие и усилия в электрический частотный сигнал имеет линейную (прямо пропорциональную) зависимость, а деформации плоских пружин происходит в пределах (гуковских) прямо пропорциональных деформаций и их жесткость существенно меньше жесткости сопряженных пьезокварцевых пластин 15,Возможные отклонения центра масс взвешиваемого (при измерении) не вносят погрешности, поскольку вектор усилия (ь) воспринимается по всей плоскости нагрузочных плотцадок 4 весов одновременно всеми преобразователями и суммируются.Предлагаемые карманные весы имеют небольшую стоимость и массу вследствие использования серийных интегральных микроэлементов и мици - атюрных пьезокварцевых деформационно-частотных преобразователей, выпол.ценных из синтетического пьезокварца, повышенную точность измерения массы из-за суммарного измерения усилия с помощью прецизионных дифФеренциальных сопряженных пьезокварцевых пластин ( преобразователей), распределенных по площади нагрузочцой плоскости (нагрузочных площадок),1 б Фиг. г Составитель В.ИиршовТехред А.Кикемезей Корректор М.Максимишинец Редактор Ю.Ковач Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 7441/29 Тираж 609 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5