Весоизмерительное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 25586 БО,С 01 С 3/142 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ Т СССРТКРЬТИИ(56) Весы с вибрационно-частотнымдатчиком и цифровым отсчетом массыи стоимости типа 1261-ВН-ЗЦТ.Справочник "Весы и дозаторы весовые",М.: Машиностроение, 1981, с.23-25,Заявка ВеликобританииФ 1543253, кл. С 01 С 23/37,опублик. 1979,(57) Изобретение относится к весоизмерительной технике и может бытьиспользовано в фасовочных или разб раковочных автоматах. Цель изобретения - повышение быстродействия. Еслисчетчик 10 находится в состоянии0, то на выходе "0" дешиФратора12 появляется разрешающий потенциал,открывающий ключ 5, Сигнал разбаланса тензодатчика 1, пропорциональныйвесу находящегося на нем груза, усиливается масштабным усилителем 3 ичерез открытый ключ 5 поступает навход интегратора 7. Одновременносинхроимпульсы с генератора 14 черезсхему 29 совпадения поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика22, который при его переполнении через схему ИЛИ 9 переводит счетчик10 в первоначальное состояние, Черезоткрытый ключ 6 на вход интегратора7 поступает напряжение источника пи- давтания, разряжающее интегратор,и по1255866 1 О 5 20 25 ЗО 35 достижении нулевого уровня нуль-орган 8 через схему ИЛИ 9 переводитсчетчик 10 во второе состояние.В реверсивном счетчике 22 будет находиться число, пропорциональное весу груИзобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано при взвешивании штучныхгрузов, например, в фасовочных илиразбраковочных автоматах,Цель изобретения - повышение быстродействия.Предлагаемое устройство полностьюкомпенсирует аддитивную погрешность,возникающую при взвешивании грузов,не требуя вмешательства оператора.Благодаря тому, что процесс компенсации происходит за один цикл измерения, устройство обладает высокимбыстродействием, время измерения0,5 с.На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержит силоизмерительный тензодатчик 1, источник 2питания, масштабный усилитепь 3, усилитель 4 переменного напряжения,первый ключ 5, второй ключ 6 интегратор 7, нуль-орган 8, схему И 31 И 9,первый счетчик 10, второй счетчик 11,дешифратор 12, элемент 13 задержки,генератор 14 синхроимпульсов, третий формирователь 15, первый формирователь 16, второй формирователь 17,четвертую схему И 18, первую схемуИ 19, вторую схему И 20, третью схему И 21, реверсивный счетчик 22,первый регистр 23, второй регистр 24,схему 25 равенства кодов, схему 26равенства нулю, первый КБ-триггер27, второй КБ-триггер 28, первую 29и вторую 30 схемы совпадения с инверсными входами.Выход тензодатчика 1 через масштабный усилитель 3 и первый ключ 5подключен к входу интегратора 7, ккоторому подключен и выход второгоб ключа, вход которого соединен с выходом источника 2 питания. Выход интегратора 7 через нуль-орган 8 подза. Устройство не зависит от аддитивных погрешностей, Дано описание работы в случае, когда вес груза больше наименьшего пределавзвешиванияи при сбоях в работе устройства, ил,2ключен к первому входу схемы ИЛИ 9,выход которой соединен со счетнымвходом первого счетчика 1 О, Выходыпервого счетчика 1 О подключены к входам дешифратора 12, нулевой выход которого подключен к управляющему входу первого ключа 5, первый выходсоединен с управляющим входом второго ключа б, второй выход через элемент 13 задержки и первый формирователь 16 соединен с вторым входом схемы ИЛИ 9 и К-входом реверсивного счетчика 22, выход старшего разрядакоторого подключен к третьему входусхемы ИЛИ 9. Генератор 14 подключенк первому входу первой схемы И 19,выход которой соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 22, суммирующий вход которого подключен квыходу первой схемы 29 совпадения.Инверсный вход последней соединен с вторым выходом дешифратора 12, а прямой вход подключен к генератору 14 синхроимпульсов, К-входов первого регистра 23 под,ключены к младшим разрядам реверсивного счетчика 22, К-вход второго счетчика 11 соединен с выходом первого формирователя 16, а счетный вход подключен к выходу схемы И 19.Выходы второго счетчика 11 соединены с К-первым входами схемы 25 равенства кодов, К-вторые входы которой подключены к К-выходам первого регистра 23, Выход схемы 25 равенства кодов соединен с К-входом первого триггера 27 и через второй формирователь 17 соединен с С-входом второго регистра 24, и входов которого соединены с и разрядами реверсивного счетчика 22, причем прямой выход первого триггера 27 подключается к второму входу первой схемы И 19, Е старших разрядов ре версивного счетчика 22 соединены сЬ входами схемы 26 равенства нулю, выхсд которой подключен к инверсному входу второй схемы 30 совпадения и к одному входу второй схемы И 20, причем вторые входы этих схем под ключены к второму выходу дешифратора 12, Выход второй схемы И 20 соединен с К-входом второго регистра 24, а выход второй схемы 30 совпадения - с Б-входом первого тригге ра 27, Выход масштабного усилителя 3 через усилитель 4 переменного напряжения и третий формирователь 15 подключен к первому входу четвертой схемы И 18, второй вход которой сое динен с нулевым выходом дешифратора 12. Выход четвертой схемы И 18 подключен к К-входу второго триггера 28, прямой выход которого подключен к первому входу третьей схемы 0 И 18, второй вход которой соединен с выходом второй схемы И 20, а выход соединен с С-входом первого регистра 23.Рабочий цикл устройства разбит 25 на три интервала., Допустим, что счетчик 1 О, который выполнен как счетчик на 3, находится в состоянии "0", Тогда на выходе "0" дешифратора 12 появляется зр разрешающий потенциал, который открывает ключ 5, Сигнал разбаланса тензодатчика 1, пропорциональный весу находящегося на нем груза, усиливается масштабным усилителем 3 и через открытый ключ 5 поступает на вход интегратора 7. Одновременно синхроимпульсы с генератора 14 через схему 29 совпадения поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 22, который при его переполнении через схему ИЛИ 9 переводит счетчик 10 в состояние "1". При этом заканчивается первый интервал времени и начинается второй, в течение которого че рез открытый ключ б на вход интегратора 7 поступает напряжение источника питания, которое разряжает интегратор 7, когда напряжение на выходе интегратора 7 достигнет нулевого уровня, нуль-орган 8 через схему ИЛИ 9 переведет счетчик 10 в состояние 11 2 ц Таким образом, на первом и втором интервале времени устройство ра ботает по известному принципу аналого-цифрового преобразования двойного интегрирования. При этом в конце второго интервала времени в реверсивном счетчике 22 будет находиться число Мр, пропорциональное весу груза Р, т.е.И -Р К К К +6Р ТД МУ ф"где К , К , К - коэффициенты переТАдачи тензодатчика, масштабного усилителя и интегратора;6- адцитивная погрешность.Большинство весовых тензометрических устройств имеют следующие соотношения наименьшего предела взвешивания 11 и максимальной аддитивнипбной погрешностиХй ййпй(3 - 5)Выберем такое число И , котороеЛУбы удовлетворяло следующим условиям2 ь . 11 М,12 11И = агде а - основание применяемой системы счисления,К - целое положительное число.Предположим, что груз на тензодатчике 1 отсутствует и аддитивная погрешность равна О, Тогда устройство настраивают таким образом (например, путем подачи напряжения смещения в масштабный усилитель 8), чтобы в конце второго интервала времени число в реверсивном счетчике 22 было Бн = И/2. При этом в старших 1 разрядах п-разрядного реверсивного счетчика 22 находятся нули, а в К младших разрядах (и = 1 + К) значение числа И/2. Тогда на выходе схемы 26 равенства нулю, на входы которой подключены 1 сташих разрядов реверсивного счетчика 22, формируется "1", При этом через схему И 20 в начале третьего интервала времени сбрасывается в "0" регистр 24, а через схему И 21 (триггер 28 установлен в "1" в конце предыдущего цикла измерения) поступает разрешающий потенциал записи информации, находящейся в К младших разрядах реверсивного счетчика 22, в регистр 23. В конце третьего интервала времени, длительность которого определяется эле5 ,:1255ментом 13 задержки, через формирователь 16 сбросятся в "0" реверсивныйсчетчик 22 и счетчик 11, установится в "1" триггер 28, а через схемуИЛИ 9 счетчик 1 О переводится в состояние 0", Таким образом, если натензодатчике груз отсутствует, илиего величина настолько мала, что число ИИ т,е. при И = И + лто число на выходе устройства (содержание регистра 24) И = О.Предположим, что на тензодатчикустановлен груз, больший наименьшего предела взвешивания, т.е. ИИ.Тогда в начале третьего интервалаФормула изобретениявремени число в старших 1-разрядахреверсивного счетчика 22 не равно О,Поэтому на выходе схемы 26 равенстванулю - 0 и через схему совпадения 30 триггер устанавливается в "1". 20При этом через схему И 19 синхроимпульсы генератора 14 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 22 и на счетный вход счетчика 11,Содержание счетчика 11 И непрерывно 25сравнивается с числом, записанным врегистре 23 при разгруженном тензодатчике (т.е, с И+д ). При И= И + й срабатывает схема 25 равенства кодов, сбрасывая триггер 27в 0, и тем самым прекращает подачу импульсов коррекции на реверсивный счетчик 22, При этом в реверсивном счетчике 22 будет число при быстрых изменениях выходногонапряжения тенэодатчика 1 формируетпрямоугольные импульсы, При этом если груз накладывается на тензодатчик в первом интервале времени, точерез схему И 18 сбрасывается триггер 28 запрещая тем самым ввод кода ложного значения аддитивной погрешности в регистр 23. 35ИР Ин ктА мч и+ И - (И +ь) =РК Кн ч ЧА йЧ и Формирователь 17 формирует импульсзаписи, при котором число И перепи Осывается из реверсивного счетчика 22в регистр 24. Таким образом, числовое значение веса груза И на выходе устройства не зависит от аддитивных погрешностей, возникающих в устройстве в процессе его работы.Так как груз на тенэодатчик 1 может быть наложен в любое время, т,е. в любой момент первого интервала вреО мени, при котором интегрируется усиленный выходной сигнал тенэодатчика 1, то может возникнуть ситуация,при которой ИИпри РРз, т. е. в регистр 23 может быть занесено 55 ложное значение аддитивной погрешности, что вызывает дополнительную погрешность в дальнейших измерениях. Весоизмерительное устройство, содержащее интегратор, вход которого через масштабный усилитель и первый ключ соединен с силоизмерительным тензодатчиком и через второй ключ с источником питания, подключенным к силоиэмерительному тензодатчику, а выход через нуль-орган соединен с первым входом схемы ИЛИ, выход которой соединен с входом первого счетчика, выходами подключенного к дешифратору, нулевой и первый выходы кото-, рого соединены соответственно с управляющими входами первого и второго ключей, а второй выход соединен с инверсным входом первой схемы совпадения и через элемент задержки и первый формирователь - с вторым входом схемы ИЛИ и входом сброса реверсивного счетчика, выход старшего разряда которого соединен с третьим входом схемы ИЛИ, и генератор синхроимпульсов, подключенный к прямому входу первой схемы совпадения и первому входу первой схемы И, выходы которых подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены первый регистр, информационные входы которого соединены с выходами младших разрядов реверсивного счетчика, второй регистр, информационные входы которого соединены с выходами всех разрядов реверсивного счетчика, схема равенства нулю, входы которой подключены к выходам старших разрядов реверсивного счетчика, второй счетчик, счетный вход которого соединен с.выходом первой схемы И, а вход сброса - с выходом первого формирователя, схема ра1255866 Составитель В.ШиршовТехред Л. Сердюкова Редактор В,Иванова Корректор. Т, Колб Заказ 4809/40 Тираж 705ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, М(-35, Раушская наб., д.4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 венства кодов, групгы входов которойсоединены соответственно с выходамипервого регистра и второго счетчика,вторая схема совпадения и втораясхема И, первые входы которых соединены с вторым выходом дешифратора,а вторые входы - с выходом схемы равенства нулю, первый КЯ-триггер, Явход которого подключен к выходу второй схемы совпадения, К-вход - к выходу схемы равенства кодов, а выход -к второму входу первой схемы И, второй КЯ-триггер, Я-вход которогосоединен с входом сброса второгосчетчика, третья схема И, первыйвход которой соединен с выходом второго триггера, второй вход - с выходом второй схемы И и К-входом второго регистра, а выход - с С-входом первого регистра, второй формирователь, вход которого соединен с выходом схемы равенства кодов, а выход - с С-входом второго регистра, усилитель переменного напряжения, входом соединенный с выходом масштабного усилителя, третий формирователь,вхо О дом подключенный к выходу усилителяпеременного напряжения, и четвертая схема И, первый вход которой соединен с выходом третьего формирователя , второй вход - с нулевым вы ходом дешифратора , а выход- с К - входом второго триггера,