Электронные цифровые весы

ао делен нзобретеннй к етерытнкДата опубликования описания 30 .05 .82( 72 ) Автор изобретения С , Л , Элькинд Ленинградский весовой заводГосмвжрц(54) ЭЛЕКТРОННЫЕ ЦИФРОВЫЕ ВЕСЫ Изобретение относится к весоиз-мерительной технике, конкретно кточным цифровым весам с электроннымуравновешиванием,Известны весы, в которых регули"ровка тока компенсационной катушкиобеспечивается широтно-импульсныммодулятором, который одновременнорегулирует количество счетных импульсов, определяющих результат изме.рения массы 1 ,Недостатком таких весов являетсясравнительно низкая точность измерения.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являютсяэлектронные весы, содержащие подвешенные независимо эталонную и нагрузочную подвижные системы с компенсационными катушками находящимися ввоздушном зазоре магнитной системы,последовательно соединенные датчикположения, регулятор тока, компенсационную катушку эталонной подвижной системы, буфер и ключ, выходкоторого подключен к компенсационнойкатушке нагрузочной, подвижной системы, датчик положения соединенныйс регулятором тока компенсационной 5катушки нагрузочной подвижной системы, а также генератор соединенный)с вентилем, и через делитель частоты с широтно-импульсным модуляторомвыход которого подключен ко второму 0входу ключа, и устройством преобразования частоты в код, второй входкоторого подключен к выходу вентиля 12.Недостатком весов такого типа является сравнительно низкая точностьизмерения, обусловленная наличиемпульсаций на выходе буфера,Цель изобретения - повышение точности измерения массы.Поставленная цель достигаетсятем, что в него введен интегратортока, вход которого соединен с выходом ключа, а выход с управляющим3 93226 входом ыиротно в импульсно модулятора, причем второй конец компенсационной катушки нагрузочной подвижной системы включен на выход регулятора тока нагрузочной подвижной системы.Кроме того электронный ключ содержит два диода, одноименные электроды которых объединены и к ним подключен выход буфера, 16На Фиг. 1 представлена электрическая схема электронных цифровых весов; на фиг. 2 - схема интегратора тока и электронного ключа.Злектронные цифровые весы содержат нагруэочную подвижную систему 1 с компенсационной катушкой 2, эталонную подвижную систему 3 с компенсационной катушкой 4, магнитную систему 5, датчик 6 ноложения и регулятор 7 тока нагрузочной подвижной системы, датчик 8 положения и регулятор 9 тока эталонной подвижной системы, буфер 10, электронный ключ 11, интегратор 12 тока, генератор 13, делитель 4 ча-у 5 стоты, широтно-импульсный модулятор 15, вентиль 16, устройство 17 преобразования частоты в цифровой код, состояцее из реверсивного счетчика 18, делителя 19 частоты, регистра 20 тары, регистра 21 результата, детектора 22 нуля, индикатора 23, кнопки "Тара" 24. Злектронный ключ 11 (фиг. 2) содержит два диода 25 и 26; интегратор З 5 12 тока содержит операционный усилитель 27, конденсатор 28, источник 29 смещения.Весы работают следукнцим образом.При наложении груза на грузоприемную чашку яагрузочной подвижной системы 1, последная охклоняется от исходного положения, Датчик 6 вырабатывает сигнал разбаланса, поступающиц через катушку 2. Сила элек-ф 5 тромагнитного взаимодействия тока в катушке 2 с магнитным полем в воздушном зазоре магнитной системы 5 изменяется таким образом, чтобы вернуть подвижную системув исходное 50 положение. 11 осле окончания переходного процесса система 1 находится в исходном положении 1 а ток через катушку 2 пропорционален массе измеряемого груза и индукции в зазоре сис темы 5. Лналогично контуру нагрузочной подвижной системы работает эталонный контур, состоящий из подвижО 4ной системы 3 с катуыкой 4, датчика8 полонения и регулятора 9,Система 3 аналогично 1 находитсяв одном положении, Ток, проходящийчерез катушку 4, пропорционален массе подвижной системы 3 и индукциив зазоре системы 5. Масса эталоннойподвижной, системы неизменна и отношение тока через катушку 2 к токучерез катушку 4 пропорционально измеряемой массе и не зависит от индукции в зазоре системыМ =К 7( )где М - масса нагрузочной подвижнойсистемы с измеряемым грузом;К в ,коэффициент преобразованияустройства, который является постоянным для данных компенсационных катушек и данноймассы эталонной подвижнойсистемы с большой степеньюточности1 Э - ток, протекающий через эталонную катушку 4;3 - ток, протекающий через катушку 2.Все остальные блоки весов с О по29 осуцествляют измерение отношениятоков через катушку 2 к току черезкатушку 4 и отображение результатаиа индикаторе 23,Это измерение осуществляется следующим образом.Конструкция весов такова, чтоток последовательно соециненных эталонной катушки 4 и буфера 1 О больше максимально. возможного тока нагрузочной катушки 2 и втечениевремени открытого состояния ключа11 в интегратор 12 втекает разностный ток катушки 4 и катушки 2. Во.время закрытого состояния ключа11 из интегратора 12 вытекает токкатушки 2. Интегратор 2 обладает низким входным сопротивлением по переменному току, что обеспечивает постоянство напряжения на его входе за период работы ключа 11. Выходной сигнал интегратора 12 зависит от среднего значения его входного тока.В соответствии с этим сигналом модулятор 5 меняет скважность сигнала на управляющем входе ключа 11 (период выходного сигнала модулятора 15 определяется периодом сиг 9322сов, где фактически реализовано раз=деление эталонного контура, вырабатывающего опорный ток, от нагрузочного (подвижная система, датчик положения, регулятор тока, компенсационнаякатушка) и от цифровой части весовинтегратором тока, поддерживающимна своем входе постоянное напряжениепри работе широтно-импульсного модулятора. В результате устранена погреш 10ность нелинейности весов, вызываемаяпульсациями напряжения на входе электронного ключа, и следовательно, тока в цепи эталонного контура. Исключен необходим в прототипе кон- Иденсатор большой емкости, включесный параллельно компенсационной катушке,нагруэочной подвижной систеыд,и, соответственно, исключена составляющая погрешность весов за счет 20его тока утечки и потерь на поляризациюю,Формула изобретения1, Электронные цифровые весы, содержащие подвешенные независимо эталонную и нагруэочную подвижные системы с компенсационными катушками, находящимися в воздушном зазоре магнитной системы, последовательно соединенные датчик положения, регулятор тока, компенсационную катушку эта 60 8лонной подвижной системы, буфер иключ, выход которого подключен к компенсационной катушке нагрузочной подвижноц системы, датчик положения,соединенный с регулятором тока компенсационной катушки нагрузочной подвижной системы, а также генератор, .соединенный с вентилем и через делительчастоты с широтно-импульсным модулятором, выход которого подключен к входу ключа, и устройство преобразованиячастоты в код, второй вход которогоподключен к выходу вентиля, о т л ич а и ц и е с я тем, что, с цепью повышения точности измерения массы, внего введен интегратор тока, входкоторого соединен с выходом ключа, авыход - с управляющим входом широтноимпульсного модулятора, причем второйконец компенсационной катушки нагрузочной подвижной системы включен навыход регулятора тока нагрузочноц подвижной системы.2. Весы по п. 1, о т л и ч а ю -щ и е с я тем, что электронный ключвыполнен в виде двух диодов, одноименные электроды которых объединеныи к ним подключен выход буфера.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. чечне де Месго 1 о 91 е Ргасй 1 пиее 1.едаЬе, 975,5.2, Патент США Р 3786883,кле С 01 С 7/04, 1976 (прототип).