Частотный преобразователь веса

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалнстнческнх Республик(22) Заявлено 1801,77 (21) 2444390/18-10 (53) М. Кл,О 01 С 3/16 С 01 Ь 1/10 с присоединением заявки Нов(23) Приоритет Государственный комнтет СССР по делам нзобретеннй н открытнйОпубликовано 15,05,79 Бюллетень Мо 18 Дата опубликования описания 1505.79(71 Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт нерудных строительных материалов и гидромеханизации(54) ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВЕСА Частотный преобразователь веса предназначен для преобразования механических усилий веса в частоту электрического напряжения и может быть использован во взвешивающих механизмах, например конвейерных весах.Известно измерительное устройство, которое содержит два дифферен циально нагружаемых вибрирующих органа (1). Оно характеризуется тем, что вибрирующие органы соединены сплатформой весов таким образом, чтогруз, помещаемый на платформу, увели-чивает механическое напряжение илинатяжение одного органа и уменьшаетнапряжение или натяжение другого органа, Указанная величина напряженияопределяет частоту колебания вибрирующих органов.Частота колебаний одного из вибрирующих органов либо комбинация двухчастот используется для индикации измеряемого веса груза25Известны. струнные весы, которыеимеют основную и грузоподъемную плитыи струны, поперечные колебания которых возбуждаются электромагнитнымивозбудителями 2, Первая струна закреплена на грузоприемной плите и нагружена натяжным грузом, а на вторую, закрепленную на основной плите, воздействует дополнительно вес груза и грузоприемной плиты.Известен также преобразователь фирмы 1 Инфло, который содержит струну, прикрепленную своими концами с одной стороны к неподвижной станине,оа с другой стороны - к подвижному тяговому элементу; датчик, преобразующий колебания струны в напряжение электрического тока; электрический усилитель; электромагнитный возбудитель, преобразующий усиленное электрическое напряжение в колебания струны (3. Эти элементы образуют авто- генератор, частота колебаний которого определяется параметрами струны и усилием ее натяжения.Однако известный преобразователь позволяет измерять только сосредоточенные в одной точке усилия, не позволяющие взвешивать непосредственно, например, весовую каретку конвейерных весов, а требует сосредоточения ее веса в одной точке, для чего применяется система тяг и рычагов, которые служат источником дополнительной погрешностиВ известном устройстве при изменениях температуры изменяется3длина струны, стабильность длины струны зависит от стабильности заделки" концон струны, что вносит дополнительную неконтролируемую погрешность,Целью изобретения является повышение точности взвешивания,Это достигается тем, что предлага 5емое устройство снабжено двумя осямис блоками, через которые перекинутаструна, и фиксирующим стержнем смалым температурным коэффициентомлинейного расширения, причем ось одного блока установлена на станиненеподвижно, ось другого блока установлена с возможностью движениявдоль линии, соединяющей оси блоков,фиксирующий стержень помещен враспор 15между осями блоков, а струна.прикреплена к подвижному тяговому элементудвумя концами.Длину фиксирующего стержня вычисляют по формуле 20 Аоси 0 5 ф стр1=1еоси стер25где Ь - длина Фиксирующего стержня;длина активного участкаструны;сбр- температурный коэффициентлинейного расширения материала оси; З 0ы - температурный коэффициент линейного расширения материаластруны;.температурный коэффициент линейного расширения материаластержня.На фиг.1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства;на фиг.2 - схема установки Фиксирующих стержней; на фиг.3,4 - возможные варианты выполнения устройства.Частотный преобразонательвесасодержит подвижный тяговый элемент 1,неиаДвижную станину 2, имеющую про "Фезь,в -которой размещены блоки 3на шарикоподшипниках. Концы осей 4, 45"на которые насажены блоки, срезаныпо плоскости, проходящей через центр,Оси своими срезанными концами опираютс,я на неподвижную станину 2. Кроме срезов, на концах осей 4 выполненысверления, в которые свободно входят фиксирующие стержни 5. Черезблоки 3 перекинута струна б, меняю-щая на блоках направление на 90 , об 1 йзуя три участка струны: среднийгоризонтальный, два крайних - вертикальные. Горизонтальный участок струны является активным, с ним взаимодействуют возбудитель 7 и датчик 8.Ось 4 одного. из блоков прикрепленак неподвижной станине, например, винтами 9, ось второго блока не прикреплена к станине, а в ней параллельноактивному участку струны выполненыпазы,н которые входят концы скобнаправляющих 10, Благодаря этому ось б 5 н блок имеют одну степень свободыпараллельно активному участку струны,Пружины 11,упираясь одними своими концами в основания скоб 10,а вторыми нконцы оси блока обеспечивают постоянное прижатие обеих осей 4 к торцамфиксирующих стержней 5,Все элементы,связанные с неподвижным основанием 2,защищены пыленепроницаемый кожухом 12.Вертикальные участки струны. проходятчерез нялые пыленепроницаемыеуплотнения 13 1 обладающие пренебрежимо малым усилием протинодействкя) ипри помощи элементов крепления 14прикреплены к неподвижному тяговомуэлементу 1.Частотный преобразователь неса работает следующим образом,Измеряемое усилие прикладываетсямежду неподвижной станиной 2 и подвижным тяговым элементом 1. Датчик8, усилитель (на чертеже не показан)и возбудитель 7 обеспечивают колебательный режим активного участкаструны, причемкаждому значению усилия соответствует свое значение частоты колебаний, согласно формулеР .1=Ктгде Е - частота,Г - усилие растяжения струны,1 - длина активного участка,щ - масса активного участка струны,постоянный коэффициент.Если изменения измеряемого усилияпроисходит йри постоянной температуре окружающей среды, то с увеличением измеряемого усилия увеличивается усилие Г растяжения струны б, увеличивается усилие, сжимающее фиксирующие стержни 5, увеличивается общаядлина и уменьшается диаметр струны,уменьшается длина распорных стержней,вследствие этого уменьшается массав и длина 1 активного участка струны,определяемая межосевым расстояниемблоков. Некоторые (н пределах упругихдеформаций) увеличение длины струныб и уменьшение длины фиксирующихстержней 5 происходят без заметногосопротивления благодаря тому, чтоструна опирается на блоки, имеющиевоэможность свободно поворачиваться,а один из блоков имеет возможностьсвободно передвигаться вдоль направления активного участка струны по неподвижной станине 2. Все три ФактораР,в,1, определяющие частоту колебаний,изменяются с изменением измеряемогоусилия, и каждый из них вызывает изменение частотыв одну и ту же сторону, что увеличивает чувствительностьпредлагаемого преобразователя посравнению с известными. Изменения частоты фиксируются каким-либо изнестным662817 7тикальных участков струны может быть еще увеличено,Возможен также вариант с пространственной конфигурацией струны подобно тому, как это изображено на фиг,4, где 15 - активный участок струНые 5Такой вариант позволяет измерять вес груза равномерно распределенного до какой ли бо площадиПространственная конфигурация 1 О струны может быть и иной, например, такой, что ее вертикальная проекция образует незамкнутый треугольник. го блока установлена на станине неподвижно, ось другого блока установлена с возможностью движения вдоль линии, соединяющей оси блоков, Фиксирующий стержень помещен враспор между осями блоков, а струна прикреплена 1 к подвижному тяговому элементу двумя концами,2. Устройство по п.1, О т л и ч аю щ е е с я тем, что длину фиксирующего стержня вычисляют по формуле0 оси - М с стрф 3сс ос и - ф с терж.Формула изобретения 1,Частотный преобразователь веса, содержащий неподвижную станину, струну с закрепленным одним концом и подвиж-, ным тяговым элементом на другом конце, преобразователь колебаний струны в электрическое напряжение, электрический усилитель и электромагнитный усилитель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью, повышения точности взвешивания, он снабжен двумя осями с блоками, через которые перекинута струна, и Фиксирующим стержнЕм с малым температурным коэффициентом линейнбго расширения, причем ось одно- ЗО где 1, - длина фиксирующего стержня;- длина активного участкаструны;ссоси, - температурный коэффициентлинейного расширения материала оси;жстр, - температурный коэФфициентлинейного расширения материала струныостерв,- температурный коэффициект .линейного расширения материала стерж,ня.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Патент Франции Р 2114001,кл. С 01 д 3/00, 1971,2. Патент Швейцарии Р 474752,кл. 6 01 9 9/00, 1971.З,Преобразователь фирмы Инфло,проспект фирмы, 1976,Тираж 76 ИПИ Государствен о делам Изобрете 5, Москва, Ж, ого комитета ий и открыти Раушская наб ПодписноеССР