Силоизмерительное устройство

(72) Авторы изобретен Круль, И,И. Дани вич и Ю.В, Цербин аучно-исследовательский и проектный инсти о комплексной автоматизации нефтяной и хипромышленности НИПИ "Нефтехимавтомат) 5 Й) СИЛОИЗИЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВ 15 1Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано при построении как измерительной силы, так и весов уравновешивающего преобразования.Известно весоизмерительное устройство с автоматической коррекцией дрейфа нуля или тары, проводимой по внешним командам, Эти весы астатического уравновешивания содержат в цепи обратной связи два широтно-импульсных модулятора преобразующих: один - показания основного счетчика в последовательность основных компенсирующих импульсов тока, а другой - показания счетчика тары или дрейфа нуля в последовательность дополнительных импульсов компенсирующеготока 13.Основным недостатком укаэанных весов является то, что при их использовании в условиях с длительным межповерочным периодом, реально существующие помехи, например сетевые, могут исказить показания счетчика тарыили дрейфа нуля, что приведет к недостоверности всей серии измерений.Кроме того, в них не предусмотренавозможность линеаризации характеристики преобразования,Наиболее близким по техническойсущности является силоизмерительноеустройство астатического уравновешивания, содержащее рычажный усилитель,механический узел установки нуля,магнитоэлектрический обратный преоб"разователь, индикатор некомпенсации,соединенный с входом управляемогогенератора, импульсов и шиной реверсапервого счетчика, счетный вход которого соединен с выходом управляемогогенератора импульсов Г 2 3.Недостатком известного силоизме"рительного устройства является отсут"ствие возможности коррекции дрейфануля без непосредственного воздейст"вия на упругие элементы подвески ры"чажной системы, а также отсутствие, элемента 1 из положения равновесия,3 97989возможности линеаризации выходнойхарактеристики преобразования.Целью изобретения является повышение точности силоизмерительногоустройства путем осуществления опера-ций по коррекции дрейфа нуля без непосредственного воздействия нв меха"нические узлы и по линеаризации вы"ходной характеристики преобразования.10Поставленная цель достигается тем,что в устройство введены преобразо"ватель длительность импульса " код,программируемый дешифратор и три бло.ка задержки, при этой выход второгосчетчика через первый блок задержкисоединен с одним входом триггера,а выход блока сравнения через по"слеДовательно соединенные второй итретий блоки задержки соединен с вторым входом триггера, выход которогочерез преобразователь длительностьимпульса " код соединен с входомпрограммируемого дешифратора, выходкоторого соединен с входами управления первого и третьего блоков задерж" ,ки.На фиг, 1 представлена блок-схемасилоизмерительного устройства; нафиг, 2 - процесс линеаризации выходной характеристики.Силовоспринимающий и сравнивающийэлемент 1, например выполненный ввиде рычага на шарнирной опоре, связан с катушкой 2 магнитоэлектрического преобразователя 3 и механическим узлом 4 установки нуля, Перемещение элемента 1 контролируется индикатором 5 некомпенсации, соединенным с входом управляемого первогогенератора 6 импульсов и шиной ре 46верса первого счетчика 7. Выходытриггеров счетчика 7 а также выходытриггеров второго счетчика 8 соединены со схемой 9 сравнения кодов,вход счетчика 8 соединен с выходомвторого генератора 10 импульсов. Выход счетчика 8 через первый блок 11задержки соединен с одним входомтриггера 12, Выход схемы 9 сравнениячерез последовательно соединенныевторой 13 и третий 14 блоки задержексоединен с другим входом триггера 12,выход которого соединен с входамипреобразователя 15 длительность им"пульса - код и переключателя 16, дру- ффгой вход последнего соединен с источником 17 образцового тока, а выход соединен с катушкой 2 магнитоэлектрического преобразоватЕля 3.Выход преобразователя 15 соединен с входом программируемого дешифратора 18, выходы которого соединены с входами управления блоков 11 - 14 задержекРабота предлагаемого и известного устройств для измерения силы основана на компенсации измеряемой силы силой, создаваемой магнитоэлектрическим обратным преобразователем 3 при взаимодействии магнитного поля с импульсным током в подвижной кэтушке 1.23.При выведении силовоспринимающего под воздействием измеряемой силы Гпо сигналу индйкатора 5 некомпенсации осушествляется заполнение счетчика 7 результата измерения импульсами от генератора б, По мере ростачисла импульсов, поступивших на. счетчик 7 увеличивается длительностьимпульсов, формируемых триггером 12.При этом триггер 12 устанавливается,например, в единичное состояние импульсами переполнения счетчика 8 принепрерывном заполнении последнегоимпульсами от генератора 10. В нулевое состояние триггер 12 устанавливается импульсами с выхода схемы 9сравнения в момент равенства кодовв счетчиках 7 и 8,При нахождении триггера 12 в единичном состоянии открывается переключатель 16, через который источник17 образцового тока, подключается кподвижной катушке 2 магнитозлектрического преобразователя 3.В начальном состоянии при нулевомвремени задержки в блоках 11, 13 и14 задержек осуществляется определение характеристики преобразователя сила " цифра, используя показания счетчика 7 результата измерения.В зависимости от характера нелинейности эти характеристики могут иметьвид, представленный кривыми 1 нафиг. 2 а, б, в.Из-за воздействия различного рода дестабилизирующих факторов (вибрация, температура) на.механическиеузлы устройства для измерения силы(механический узел 4 установки нуляи шарнирные опоры силоприемного элемента 1) происходит смещение нуля устройства. Введенный в устройство блок 13 задержки предназначен для коррекции99 Формула изобретения 40 5 9798 дрейфа нуля, а блоки 11 и 1 ч задержки - для коррекции погрешности нелинейности характеристики преобразования устройства.Линеаризация характеристики преобразования заключается в параллель" ном переносе ее определенных участков по осиординат таким образом, чтобырезультирующая погрешность преобразо"вания не превышала заданной, Пунктир ные линии, Параллельные идеальной ха-рактеристике преобразовайия линии2 на Фиг. 2 а, б, в) определяют зонудопустимых погрешностей преобразования, 5 8 предлагаемом устройстве линеариэация характеристики преобразования,т.е. повышение точности, достигается введением корректирующих сигналовтаким образом, чтобы характеристика преобразования находилась в зоне допустимых погрешностей преобразования. В установившемся режиме при уравновешивании коменсируоцей и измеряемой сил длительность импульсов компенсирующего тока поддерживается системой.автокомпенсации постоянной, Задержка импульсов от схемы 9 сравнения или счетчика 8, которую можно интерпретировать как стремление соответственно увеличить или уменьшить длительность импульса на выходе триггера 12 автоматицески компенсируется эа счет изменения показания счетчика 7.Преобразование длительность импульса - код осуществляется преоб" . разователем 15, Дискретность преобразования выбирается в зависимости от .количества вводимых корректирующих поправок и топологии зон их введения. Например, при введении 5-10 доправок достаточно осуществить разбивку интервала 0-Т на 53 эоны, т.е. всего на двадцать участков.Программируемый дешифратор 18 вырабатывает управляющие сигналы в за висимости от результата преобразования длительности импульса в код преобразователем 15,по программе,50 вводимой в дешифратор 18 при градуировке устройства для измерения силы.В связи с тем, что в процессе эксплуатации устройства воздействиевнешних факторов на механизм можетпривести к дрейфу нуля переменногознака, в устройстве предусмотренопринудительное смещение нуля (послеградуировки устройства) на величину,обеспечивающую неизменность знакаухода нуля в процессе эксплуатации.Смещение нуля может осуществлять"ся либо механическим узлом 4 установ".ки нуля, либо созданием дополнитель"ной силы, совпадающей по знаку воз-,действия на силовоспринимающий эле"мент 1 с измеряемой силой Р.Сведение к нулю получаемого приэтом показания в счетчике 7 обеспечивается изменением времени задержки блоком 13 импульса с выхода схемы 9 сравнения.Положительный эффект достигаетсяэа счет повышения метрологическиххарактеристик предлагаемого устройства достаточно простыми средствами,тогда как обеспечение тех же характеристик известными методами за счетповышения метрологических характеристик отдельных. звеньев в тракте преобразования требует значительныхзатрат как на разработку подобныхприборов, так и организацию их производства,Силоиэмерительное устройство, содержащее силовоспринимающий элемент, связанный с магнитоэлектрическим преобразователем, который соединен с источником образцового тока посредст" вом переключателя, связанного с выходом триггера, механический узел установки нуля и индикатор некомпенсации, соединенный с первым генерато- ром импульсов и шиной реверса перво" го счетчика, счетный вход которого соединен с выходом первого генерато" ра импульсов, а выходы первого и второго счетчиков подключены к блоку сравнения кодов, при этом счетный вход второго счетчика соединен с выходом второго генератора импульсов, о т л и ц а ю щ е е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены преобразователь длительность импульса - код, программируемый дешифратор и три блока задержки, при этом выход второго счетчика через первый блок задержки соединен с одним входом триггера, а выход блока сравнения через последовательно соединенные второй и третий блокй за" держки соединен с вторым входом триггера, выход которого через преобразователь длительность импульса - код7 979899 соединен с входом программируемого дешифратора, выход которого соединен с входами управления первого и третьего блоков задержки. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 41. Авторское свидетельство СССРйф 653516, кл. С 01 С 7/04, 02.08.76.2. Алиев Т.М., Данилевич И.М, идр. Автоматические измерители дав-ления для обьектов нефтяной промышленности. М ВНИИОЗН 1972, с. 13-16я, 4 нП ек Редактор В. И Заказ 9345/29 ВНИИПИ Го по дел Ы филиал ППФиг. 2 Составитель Техред С.Миг Тираж 887 венного комите ретений и откр Н-Я Раушская нт", г, Ужгоро