Весоизмерительное устройство

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 25 Л,1971 ( 1611906/18-10) М. Кл. б 01 д 23/36 присоединением заявкиГасударственный камитетСавета Министрав СССРпа делам изабретенийи аткрытий ПриоритетОпубликовано 27.1 Х.1973. Бюллетень38Дата опубликования описания 24,1,1974 ДК 681,267,7(088.8) Авторыизобретения М. И, Столбун и П, П, Сизыхменский индустриальный институ явител ЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВ асти весоизмеИзобретение относится к облритсльной техники.Известные весоизмерительные устройства для взвешивания объектов, движущихся в составе поезда, содержащие грузоприемную платформу, опирающуюся на силоизмерительные датчики, вторичный измерительный прибор с аналого-цифровым преобразователем н механизм наложения эталонного груза, недостаточно точны.Для повышения точности измерения предлагаемое устройство снабжено узлом автоматической установки нуля и блоком коррекции масштаба преобразования, выполненными в виде переменных резисторов, переключаемых щаговыми искателями, управляемыми трехпозиционным нуль-органом аналого-цифрового преобразователя. На фиг. 1 изображен общий вид описываемого устройства; на фиг. 2 - вариант кинематической схемы механизма наложения эталонного груза; па фиг. 3 - принципиальная электрическая схема устройства.Грузоприемная платформа 1 через промежуточные шаровые опоры 2 опирается на силоизмерительные датчики 3, например магнигоупругие, установленные на фундаменте 4. Под платформой 1 в ее центральной части на раме 5 установлен механизм б наложения эталонного груза, управляемыи автоматически икратковременно прилагающий эталонную нагрузку к платформе 1 при автоматическомконтроле точности весов перед взвешиваниемгруза. Механизм наложения эталонного грузавыполнен рычажным н состоит (фнг. 2) издвух неравноплечнх рычагов 7 и 8, соедипенных между собой серьгой 9. Каждый рычагснабжен тремя стальными закаленпымп приз 10 мами 10 - 15 (призмы 10 н 12 - опорныс,призмы 11, 13, 14 и 15 - грузоприемные).Для уравновешивания рычагов относительнопризм 10 и 12 применены противовесы 1 б и 17.На конце грузового рычага 7 имеется фикса 15 тор 18 для заппранпя рычага при балансировке устройства на нуль н во время взвешивания груза.Механизм наложения эталонного груза содержит также исполнительный механизм 19 с20 кривошипом 20 и кулачком 21, шатун 22, кулису 23 и поддон 24 с эталонным грузом 25.Кулачок 21 на валу кривошнпа 20 служитдля разворота грузового рычага 7 прн запирании его фиксатором. Эталонный груз 25 снаб 25 жен упором 26 для разворота промежуточногорычага 8 относительно призмы 12 с целью отрыва его от серьги 9,Электрическая часть описываемого устройства содержит следующие узлы:30 блок питания 27;3стабилизатор напряжения 28 с трансформатором 29, от которого питаются обмотки возбуждения 30 магнитоупругих датчиков 3 ивыпрямители опорных напряжений 31 и 32;сигнальные обмотки 33 датчиков 3 соединены 5последовательно и согласно;узел преобразования суммарного выходного сигнала магнитоупругих датчиков 3, состоящий из согласующего (повышающего) трансформатора 34, выпрямителя 35 с фильтром, 10который содержит конденсаторы 36 и 37 идроссель 38 с шунтирующей цепью со стабилитроном 39 для снижения постоянной времени и нагрузочное сопротивление 40;узел балансировки весов на нуль, состоящий из вторичной многосекционной обмотки 41трансформатора 29, переключателей 42 и 43,выпрямителя 31, фильтра из конденсаторов 44,45 и дросселя 46, сопротивлений 47, 48 и потенциометра 49 с шаговым искателем 50; 20аналого-цифровой преобразователь (АЦП),состоящий из выпрямителя опорного напряжения 32, питающегося от обмотки 51 трансформатора 29, фильтра из конденсаторов 52,53 и дросселя 54, делителя напряжения 55 с 25ключами 56 - 64, управляемыми распределителем 65, масштабных сопротивлений бб, 67, 68,переменного сопротивления 69 для корректировки масштаба преобразования, шаговогоискателя 70, переключающего, сопротивление 3069, и трехпозиционного нуль-органа 71;блок 72 автоматизации работы, управляющий работой схемы с кнопкой 73 подготовкик работе и кнопкой 74 работы;двигатель 75 исполнительного механизма 35для привода механицизма автоматического наложения и снятия эталонного груза 25;дешифратор 76;световое цифровое табло 77;цифропечатающий блок 78. 40Описываемое устройство работает следующим образом,Суммарное выходное напряжение сигнальных обмоток 33 силоизмерительных датчиков3, пропорциональное весу груза, находящегося на платформе 1, поступает на первичнуюобмотку согласующего трансформатора 34.Со вторичной обмотки сигнал поступает навыпрямитель 35, к выходу которого чсрсзфильтр включено нагрузочное сопротивление 5040. Величина этого сопротивления принимается из условия обеспечения оптимального режима работы магнитоупругих датчиков 3.Напряжение сигнала 79 на сопротивление40 с помощью трехпозиционного нуль-органа 5571 сравнивается с опорными напряжениями80 и 81, снимаемыми с сопротивлений 47, 48,потенциометра 49 и с делителя напряжения55. Напряжение 80 уравновешивает напряжение сигнала 79 при отсутствии груза на платформе весов.При наличии груза на весах разность напряжений 79 и 80, пропорциональная весугруза, поступает на вход аналого-цифровогопреобразователя (ЛЦП) 82 и автоматически 65 4уравновешивается напряжением 81, формируемым на выходе делителя 55 при работеАЦП 82,В процессе уравновешивания напряженияАЦП 82 вырабатывает цифру в коде 2 4- 2 - 1, соответствующую весу груза, котораяпоступает от распределителя 65 через дешифратор 76 на световое цифровое табло 77 ицифропечатающий блок 78.Опорное напряжение 80 регулируют принастройке весов вручную с помощью переключателей 42 и 43 (грубо) и сопротивления47 (точно).При эксплуатации весов опорное напряжение 80 регулируется автоматически при включении весов в работу с помощью потенциометра 49, переключаемого контактами шагового искателя 50.Масштаб преобразования напряжения сигнала (79 - 80) в цифру АЦП 82 устанавливают с помощью переменных сопротивлений бб,67 и 68 вручную при настройке весов,При эксплуатации весов масштаб преобразования, с целью поддержания требуемой точности, автоматически корректируется с помощью переменного сопротивления 69, переключаемого контактами шагового искателя 70.Шаговые искатели 50 и 70, переключающиепотенциометр 49 и переменное сопротивление69, управляются блоком автоматизации работы 72, в который поступают сигналы отнуль-органа 71 аналого-цифрового преобразователя 82,При длительной эксплуатации весов послеих настройки в результате загрязнения весовой платформы, изменения температуры и поряду других причин может возникнуть небольшой дрейф нуля и измениться масштао весов.Поэтому, с целью поддержания требуемойточности, весы при включении в работу автоматически корректируются на нуль и помасштабу с помощью шаговых искателей 50,70 и механизма наложения эталонного груза,управляемых блоком 72,В момент включения схемы вссов в электрическую сеть на весах не должно быть груза, а грузовой рычаг 7 развернут относительно опорной призмы 10 и заперт фиксатором 18При этом промежуточный рычаг 8 развернут относительно призмы 12 и не касаетсясерьги 9.Вследствие такого положения рычагов прибалансировке весов на нуль вместе с таройвесовой платформы будет учитываться и весгрузового рычага 7 с серьгой 9, уравновешенных противовесом 16.В случае ухода нуля и возникновениявследствие этого сигнала рассогласования навходе нуль-органа 71 в блок 72 от нуль-органа 71 поступает сигнал, Блок 72 при этом подает импульсы в шаговый искатель 50, который переключает потенциометр 49 до уравновешивания входного сигнала 79 опорным напряжением 80. В момент уравновешивания35 40 45 напряжений 79 и 80, т. е. в момент, когда весы сбалансированы, в блок 72 поступает импульс от нуль-органа 71. В рсзультатс прекращается работа шагового искателя 50 (балансировка на нуль - завершена). Затем блок 72 включает двигатель 75 исполнительного механизма 19 и реле 83, Исполнительный механизм 19 поворачивает кривошип 20 ца 180 для наложения эталонного груза 25 ца призму 14 промежуточного рычага 8. Промежуточный рычаг ложится ца серь. гу 9, которая при этом выдергивает грузовой рычаг 7 из фиксатора 18. После наложения груза 25 ца весовую платформу 1 действует эталонная нагрузка 84, значение которой зависит только от передаточного отношения плеч рычагов 7, 8 и от веса груза 25. Так как рычаги полностью уравновешены противовесами 1 б и 17, то собственный вес рычагов цс оказывает влияния на эталонную нагрузку 84.После приложения эталоцной нагрузки 84 к платформе 1 контакты реле 83 в цепи делителя 55 переключают эталонные сопротивления. При этом на выходе делителя формируется опорное напряжение 81, которос при отсутствии погрешности должно соответствовать в принятом масштабе преобразования эталонной нагрузке 84, приложенной к весовой платформе 1 с помощью механизма б.При несоответствии напряжения 81 эталонной нагрузке 84 от трехпозиционного нуль- органа 71 в блок 72 поступает импульс, соответствующий знаку рассогласования (больше - меньше). При этом блок 72 включает в работу шаговый искатель 70. переключающий масштабное сопротивление б 9 до устранения рассогласования между опорным напряжением 81 и эталонной нагрузкой 84 в масштабе выходного напряжения 79. В момент уравновешивания напряжений (79 - 80) и 81 нуль-орган 71 подает импульс в блок 72, в результатс чего прекращается работа шагового искателя 70. После доведения сигнала рассогласования до допустимого значения блок 72 включает двигатель 75 исполнительного механизма 19,5 10 15 20 25 30 в результате чего снимается эталонная нагрузка 84 с весов.Прц включении двигателя исполнительный механизм, поворачивая кривошип 20 на 180, через систему рычагов, поднимает поддон 24 ц снимает эталонный груз 25 с грузопрцсмцой призмы 14 промежуточного рычага 8, Прц этом упор 26 касается промежуточного рычага и разворачивает его вокруг призмы 12, отрывая рычаг от серьги 9. Одновременно исполнительный механизм поворачивает кулачок 21, установленный ца валу крцвошипа. Кулачок при поворотс касается грузового рычага 7 и разворачцгаст его вокруг опорной призмы 10, Прц этом срабатываст фиксатор 18, запирающий грузовой рычаг, а кулачок затем в конце движения выходит из соприкосновения с этим рычагом.После этого блок 72 выключает двигатель 75 исполнительного механизма 19 и устройство готово к работе.Благодаря развороту промежуточного рычага 8, а также развороту и запиранию грузового рычага 7 устраняются динамические погрешности от рычагов прц взвешивании движущихся по весам объектов.Предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность измерения в течение длительного срока эксплуатации,Предмет изобретения Весоцзмерительное устройство для взвешивания объектов, движущихся в составе поезда, содержащее грузоприсмную платформу, опирающуюся на силоизмерцтельныс датчики, вторичпыц измерительный прибор с аналогоцифровым преобразователем ц механизм наложения эталонного груза, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено узлом автоматической установки нуля и блоком коррекции масштаба преобразования, выполненными в виде переменных резисторов, переключаемых шаговыми искатслямц, управляемыми трехпозициоццым нуль-органом аналого-цифрового преобразователя,Составитель В. ШиршовРедактор С, Хейфиц Техред Л. Богданова Корректор М. ЛейзерманЗаказ 3701/10 Изд.2061 Тираж 755 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб 4/5Типография, пр. Сапунова, 2