Автоматические весы

СОЮЗ СОВЕТСНИХСООИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) 04 601 С 7/04 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРУ 365583, кл. С 01 С 23/36, 1971.Авторское свидетельство СССРУ 1000771, кл. С 01 С 7/04, 1981.ЗЗ(57) Изобретение относится к измери тельной технике. Цель изобретения - повышение точности, бйстродействия и упрощение конструкции за счет устранения предварительного уравновешивания, временных задержек и последовательного перебора гирь. Коромысло 1, установленное с помощью призмы 2 на подушке 3, имеет подвеску 4 с груъоприемной чашкой 5, концевой1441204 призмой 6, стрункой 7, планками 8 и9 для встроенных гирь 10 (старшаядекада) и 11 (мпадшая декада) . Ккоромыслу 1 прикреплены подвижнаячасть датчика 24 некомпенсации и катушка 25, которая совместно с магнитной системой 26 образует магнитоэлектрический компенсатор 27, Гиревоймеханизм 12 снабжен электромагнитными фиксаторами 35, штоки 36 которых,перемещаясь при подводе питания кфиксаторам 35 от регистров,37 и 38;удерживают заклоненные рычаги 13 и14 в положении, при котором гири 10и 11 сняты с планок 8 и 9 подвески 4.При отключении питания штоки 36 в исходном положении возвращаются плоскими пружинами 39, Положение снятыхгирь фиксируется датчиками 40 полоИзобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к весам с электромагнитной системой уравновешивания коромысла и гиревой компенсацией взвешиваемой массы, 5 Целью изобретения является повышение точности, быстродействия и упрощение конструкции за счет устраненияпредварительного взвешивания, вре 10менных задержек и последовательногоперебора гирь.На чертеже представлена схемавесов.Коромысло 1, установленное с помощью призмы 2 на подушке 3, имеетподвеску 4 с грузоприемной чашкой 5,концевой призмой 6, стрункой 7, планками 8 и 9 для встроенных гирь 10(старшая декада) и 11 (младшая декада),Гиревой механизм 12 содержит рычаги 13 и 14 для съема гирь, свободновращающиеся на осях 15, электроприводов 16 и 17 (старшей и младшей декады), связанные с источником 18 питания через ключи 19 и 20, позиционные фиксаторы 21 и 22 положения гирь 10 и 11, выполненные, например, .в виде микровыключателей,К коромыслу 1 прикреплены подвижная часть 23 датчика 24 некомпенсации жения гирь, выполненных в виде микровыключателей, контактируемых соштоками 36. С датчика 24 некомпенсации подается сигнал на усилитель 28,вырабатывающий компенсационный токдля компенсатора 27, и выходной сигнал для аналого-цифрового преобразователя 30, с которого снимается намладшие декады цифрового индикатора 31 сигнал, равный остаточномуразбалансу, нескомпенсированному гирями, Одновременно на старшие разряды цифрового индикатора 31 сигналпоступает с датчиков 40 положениягирь через дешифраторы 49 и 50 кодовположения гирь, индицируя на старшихразрядах значение цифр, отображающихсуммарную массу снятых гирь в каждойдекаде. 1 ил. и катушка 25, которая совместно смагнитной системой 26 образует магнитоэлектрический компенсатор 27,Датчик 24 компенсации подключенчерез усилитель 28 и ключ 29 к катушке 25 компенсатора 27, с цепью которой соединен аналого-цифровой преобразователь 30 с цифровым индикатором31 и опорный резистор 32, служащийдля съема измерительного сигнала,пропорционального компенсационномумоку и измеряемой массе образца 33,устанавливаемого на чашке 5,Дпя ограничения угла заклонениякоромысла 1 предусмотрены регулируемые упоры 34,Гиревой механизм 12 снабжен электромагнитными фиксаторами 35, штоки36 которых, перемещаясь при подводепитания к электромагнитным фиксаторам35 от регистров 37 и 38 (старшей имладшей декад), удерживают эаклоненные рычаги 13 и 14 в положении, прикотором гири 10 и 11 сняты с планок8 и 9 подвески 4. При отключении питания штоки 36 возвращаются в исходное положение плоскими пружинами 39.Положение снятых гирь Фиксируетсядатчиками 40 положения гирь, выполненных,.например, в виде микровыключателей, контактируемых со штоками 36, 441204Подъем рычагов 13 и 14 осуществляется кулачками 41, имеющими для всех гирь одинаковый однопоэиционный профиль и устанавленными на осях 15 с разворотом по окружности относительно друг друга в порядке уменьшения массы снимаемых гирь 10 и 11 на шаг позиционных фиксаторов 21 и 22.Автоматические весы также содер жат два триггера 42 и 43 памяти перегрузки, управляющие работой соответственно старшей и младшей декад гиревого механизма 1.2, схему И 44, управляющую переключением ключа 29, 15 отключающего источник 45 опорного тока и подключающего усилитель 28 к катушке 25 компенсатора 27, два счетчика 46 и 47 тактов, входы которых связаны с позиционными фиксаторами 20 21 и 22, а выходы - с соответствующими регистрами 37 и 38, второй выход счетчика 47 тактов младших декадН связан с входами установки нуля обоих триггеров 42 и 43 памяти пере ,грузки, второй выход счетчика 46 тактов старших декад связан с одним из входов триггера 43 памяти перегрузки младшей декады.Выход "перегрузки" аналого-цифро вого преобразователя 30 связан с триггером 42 памяти перегрузки стар" шей декады гиревого механизма 12, выходы обоих триггеров.42 и 43 памяти перегрузки по одним каналам связаны с кличами 19 и 20, по другим каналам - со схемой И 44.Дискриминатор 48 полярности связан.с выходом датчика 24 некомпенсации, выход дискриминатора 48 поляр ности связан с регистрами 37 и 38, выходы которых связаны с соответствующими электромагнитными фиксаторами 35 гирь.Датчики 40 положения гирь через 45 дешифраторы 49 и 50 кодов положения гирь старших и младших декад связаны с соответствующими знаковыми разрядами цифрового индикатора 31.Источник 45 опорного тока предка- б 0 значен для создания в компенсаторе 27 усилия, равного половине максимального на диапазоне точного автоматического уравновешивания для исключения "промаха" при автоматическом подборе гиревой компенсации, и1 реализуется с помощью операционного усилителя, охваченного обратнойсвязью по току, на входе которого включается параметрический стабилизатор напряжения (стабилитрон).Работа весов происходит следующим образом.В исходном состоянии при отсутствии на груэоприемной чашке 5 взвешиваемого образца 33 все гири 10 и 11 старшей и младшей декад находятся на планках 8 и 9 подвески 4. Выход усилителя 28 подключен ключом 29 к катушке 25 компенеатора 27.С датчиков 40 положения гирь 10 и 11 через дешифраторы 49 и 50 кодов на соответствующие знаковые разряды цифрового индикатора 31 поступает код "нулевой" (исходной) комбинаций наложенных на планки 8 и 9 подвески 4 гирь (10 и 1 1). С аналого-цифрового преобразователя 30 также по всем разрядам поступают "цули", на цифровом индикаторе 31 инициируется нулевая комбинация.При помещении на грузоприемную чашку 5 взвешиваемого образца 33, имеющего массу, превышающую диапазон чочного уравновешивания ( предварительное уравновешивание в предлагае-мой конСтрукции отсутствует, коромыоло 1 заклоняется до верхнего упора 34, с датчика 24 некомпенсации выдается максимальной величины напряжение, например, положительной полярности. Усилитель 28 вырабатывает компенсационный ток 1, протекание которого через катушку 25 компенсатора 27, создает усилие, равное максималь ному значению диапазона точного уравновешивания.На выходе аналого-цифрового преобразователя 30.по каналу "П" возки- кает сигнал "1", о которому переводится в единичное состояние триггер 42 памяти перегрузки старшей декады, по выходному сигналу которого схема И 44 с помощью ключа 29 отключает усилитель 28 и подключает источник 45 опорного тока к катушке 25 компенсатора 27, величина опорного тока 1 устанавливается равной 1/2 1, благодаря чему компенсатором создается начальное силовое компенсационное воздействие равное половине максимального на диапазоне точного уравновешивания.Одновременно с переключением ключа 29 сигналом с выхода триггера 42 памяти перегрузки замыкается ключ 19, подающий питание на электропривод 16ри и коромысло заклонится до нижнего упора 34. В этом случае сигнал с датчика 24 некомпенсации меняет знак на 40и электромагнитный фиксатор 35 не запитывается, поскольку с дискри минатора 48 полярности не поступает соответствующего сигнала на регистр 37, и при последующем повороте кулач ка 4 рычаг 13 опускается и снятая гиря 10 накладывается на,планку 8 подвески 4, и исключается съем данной гири во всех последующих комбинациях. 50Аналогичным образом в каждой из последующих позиций (шагов) гиревого механизма 12, количество которых равно числу гирь в декаде, осуществляется итерационный перебор гирь возможных комбинаций, количество которых зависит от выбора системы счисления (двоично-десятичной или десятичной),старшей декады гиревого механизма 2который приводит вал с кулачками 41во вращение, кулачки поочередно поднимают рычаги 13 с гирями 10, снимаясоответствующие гири с планки 8 подвески 4. Согласно изобретению первойснимается гиря с максимальной массой,Создаваемый при ее снятии момент может оказываться меньше или большемоманта, создаваемого взвешиваемымобразцом 33.Если момент снятой гири 10 меньшемомента взвешиваемой массы, то коромысло 1 не меняет своего положенияи сигнал с датчика 24 некомпенсациине меняет своего знака, и с дискриминатора 48 полярности поступает сиг-нал на регистр 37 старшей декады овключении по сигналу со счетчика 46тактов соответствующего электромагнитного фиксатора 35, который перемещает шток 36 влево, не позволяярычагу 13 с поднятой гирей 10 опуститься вниз и положитьгирю на подвеску 4. Следовательно, при опускании кулачка 41 рычаг 13 остается вверхнем положении, удерживается штоком 36, контактируемым с вторымконцом рычага 13, препятствующим повороту рычага 13,Если момент снятой гири 10 больше момента взвешиваемого тела, токоромысло 1 приводит в движение засчет перекомпенсированной массывзвешиваемого изделия, т.е. взвешиваемая масса меньше массы снятой ги 1015203035 Возврат автоматических весов в исходное положение осуществляется следующим образомПри снятии нагрузки 33 с чашки 5 при снятых гирях с подвески коромысло 1 заклоняется, поскольку масса снятых гирь 10 и 11 с подвески 4 больше предела точного уравновешивания, до нижнего упора 34,с датчика 24 некомпенсации на дискриминатор 48 полярности поступает устойчивый сигнал "-", при этом дискриминатор 48 полярности через регистры 37 и 38 отключает питание от всех электромагнитных фиксаторов 35, штоки 36 пружинами 39 сдвигаются вправо в исходное положение и поднятые рычаги 13 и 14 вместе с гирями опускаются вниз, накладывая поднятые гири на планки 8 и 9 подвески 4, и чувствительная система коромысла 1 с подвеской 4 приходит в исходное состояние равновесия, датчики 40 положения гирь фиксируют отсутствие гирь, снятых с подвески, на цифровом индикаторе 31 нуля весы готовы к следующему измерению. Формула изобретенияАвтоматические весы, содержащие коромысло, гиревой механизм старшей и младшей декад с электроприводами, источником питания и позиционными фиксаторами, датчик некомпенсации, подключенный через усилитель к катушке магнитоэлектрического компенсатора, кулачки съема гирь и управляемые ключи, о т л и ч а ю щ и е с я тем, что, с целью повышения точности, быстродействия и упрощения конструкции за счет устранения предварительного уравновешивания, временных задержек и последовательного перебора гирь, в них введены электромагнитные фиксаторы гирь, датчики положения, дискриминатор полярности, схема И, источник опорного тока, два счетчика тактов, дискриминатор полярности, два регистра, два дешифратора кодов положения гирь, аналого-цифровой преобразователь, два триггера памяти перегрузки старшей и младшей декад и цифровой индикатор, причем один выход аналого-цифрового преобразователя связан с входом триггера памяти перегрузки старшей декады гиреного механизма, а другой - с цифровым индикатором, а вход аналон о-цифрового1441204 Составитель Т.ИшковаРедактор М,Келемеш Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни Заказ 6276/43 Тираж 680 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиИ 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 преобразователя связан с катушкой магнитоэлектрического компенсатора, вход магнитоэлектрического компенсатора связан с источником опорного то 5 ка, выходы обоих триггеров памяти перегрузки по одним каналам связаны с ключами подключения источника питания к соответствующим электроприводам гиревого механизма, а по другим 10 каналам - со схемой И, выход которой связан с ключом отключения источника опорного тока и подключения усилителя к катушке магнитоэлектрического компенсатора, входы установки нуля обоих триггеров памяти перегрузки связаны с одним из выходов счетчика ,тактов младших декад гиревого механизма, один из входов триггера памятиперегрузки младших декад связан с одним из выходов счетчика старших декад, выход датчика некомпенсации связан с дискриминатором полярности,выход которого связан с первыми входами регистров старших и младших декад, вторые входы которых черезсчетчики тактов связаны с позиционными фиксаторами старших и младшихдекад, выходы обоих регистров связаны с соответствующими электромагнитными фиксаторами гирь,.датчики положения гирь через дешифраторы кодовположения гирь старших и младших декад связаны с соответствующими знаковыми разрядами цифрового индикатора.