Устройство для измерения массы при наличии вибропомехи

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для измерения масс в условиях действия вибропомех.Известно устройство для измере ния массы в условиях вибропомех, содержащее упругий элемент с емкостным преобразователем, мостовой измеритель емкости и дифференциальный манометр, установленный между упругим 10 элементом и измеряемой массой 1,1 .Однако в этом устройстве вибропомеха компенсируется не полностью.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения массы при наличии вибропомехи,содержащее емкостной датчик массы, подключенный к мостовому измерителю емкости, соединенному с генератором питания, нуль-индикатором и со схемой выявления некомпенсации с отсчетным прибором 1 2.Недостаток известного устройства25 заключается в неудовлетворительной точности, что обусловлено наличием двух каналов в схеме выявления .некомпенсации, временная нестабильность которых не позволяет повысить точность уравновешивания всей измерительной цепи.Цель изобретения - повышение точности измерения путем уменьшения ошибки, вносимой схемой некомпенсации. 35Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения массы при наличии вибропомехи,содержащее емкостной датчик массы, подключенный к мостовому измерителю 40 емкости, соединенному с генератором питания, нуль-индикатором и со схемой выявления некомпенсации с отсчетнымприбором,введены реверсивный счетчик, пороговый элемент,формирова тель импульсов, переключатель и два счетчика, причем вход порогового элемента подключен к выходу мостового измерителя емкости, а выход - к входу формирователя импульсов, вы ходом подключенного.к входам обоих счетчиков и переключателя, выход которого соединен с управляющими входами реверсивного счетчика, счетный вход которого подключен к генератору 55 питания, выход первого счетчика подключен к входу остановки счета реверсивного счетчика и входу запуска отсчетного прибора, а выход второгосчетчика подключен к входам сбросавсех счетчиков и отсчетного прибора.На фиг.1 показана блок-схемапредлагаемого устройства; на фиг.2и 3 - графики, поясняющие принципего действия; на фиг 4 - 8 - графики,поясняющие его работу.Устройство содержит упругий элемент 1 с емкостным преобразователем 2,мостовой измеритель 3 емкости, генератор 4 питания, нуль-индикатор 5, пороговый элемент 6, формирователь 7 импульсов, электронныйпереключатель 8, выходы которого подключены к управляющим входам реверсивного счетчика 9,отсчетный прибор 1 О, первый 11 и второй 12 счетчики импульсов.К мостовому измерителю 3 емкости подключены генератор 4 питания,емкостной преобразователь 2 и пороговый элемент 6,К выходу порогового элемента 6подключен формирователь 7 импульсов, выход которого соединен с входом переключателя 8.Выходы переключателя 8 подключены к управляющим входам реверсивногосчетчика 9, счетный вход которогосоединен с генератором 4 питания.Устройство работает следующимобразом,При измерении массы деформацияупругого элемента 1 преобразуется впропорциональное изменение емкостиС емкостного преобразователя 2.При наличии помех, поступающихсо стороны основания или .подвесавесов либо возникающих вследствиераскачивания груза, возникают колеба"ния упругого элемента 1 относительноположения его статического равнове-.сия и на измеряемый мостовым измерителем 3 емкости параметр С накладывается переменная составляющаясигнала, т.е, происходит изменениеемкости СС = Сх+Си И)эгде С- емкость, соответствующаястатической составляющейнагрузки;С (й)- емкость, соответствующаядинамической составляющейнагрузки, изменяющейся погармоническому закону.Значению + С (й) соответствуетполуводна помехи в одном плече мосто8658Если на один из управляющих вхо"дов (,суьиирующий или вычитающий 1подать управляющий сигнал, то происходит счет поступивших сигналовс генератора 4,Подача управляющих сигналов осуществляется электронным переключателем 8,который обеспечивает режимпрямого и обратного счета.С приходом прямоугольного импульса,например, длительностью Е (фиг.б),соответствующего длительности полуволны помехи в одном плече мостового измерителя емкости, электронный переключатель 8 разрешает прямой счет поступающих сигналов с генератора 4. За времяпоступит йЪимпульсов.С приходом следукзцего прямоугольного импульса с формирователя 7электронный переключатель 8 раэрещает обратный счет сигналов,непрерывно поступающих с генератора 4.За время 1 на счетчик поступаетчисло импульсов, Равное М 2, чтосоответствует длительности полуволныпомехи в противоположном плече мостовой схемы (фиг.7) .Для получения разницы импульсов4 = И- Н необходимо остановитьсчет импульсов, поступающих на счетный вход реверсивного счетчика 9импульсов. Для этого используется .первый счетчик 11 импульсов с коэффициентом пересчета К, и срабатьгвающнй от заднего фронта импульсов,поступающих с формирователя 7. Коэффициент пересчета К, выбирается исходя из четного числа полуволн номехи и может быть равен 2,4,6 и т.д.Так при окончании, например, второгоимпульса, поступившего с формирователя 7, первый счетчик 11 импульсоввыдает сигнал, который поступает на11 1вход Стоп реверсивного счетчика 9,чем и останавливает счет поступающих на его счетный вход импульсов.Сигнал с первого счетчика 1 импуль;сов также подает команду на вклю-чение отсчетного прибора 10, на котором высвечивается разница импульсов (4), по которой определяют момент равновесия схемы, сводя разницу аМ к нулю (фиг.8 ), путем уравновешивания мостового измерителя 3емкости. 113 Время, необходимое для уравновешивания мостового измерителя 3 ем 3вой схемы, а значению-С (Е) - полуволна помехи в противоположном йлечеФпричем эти переходы всплесков помехииз плеча в плечо соответствуют частоте вибропомехй,5При полностью уравновешенной схеме (значение С=0 ) разбаланс мостапроисходит только эа счет полуволныпомехи и длительности полуволн помехи в противоположных плечах равны 1 О(фиг,2)Е 1 - Е ЕЕсли схема не уравновешена полностью и в одном иэ плеч имеетсяразбаланс, то полуволны помехи 15накладываются на неуравновешеннуюсоставляющую и в плече, где имелсяразбаланс, импульс помехи меньше,чем в плече, где разбаланса нет, и,следовательно, в противоположных 20плечах длительности полуволн помехиразличны (фиг.3)4 ЕКритерием равновесия мостовогоизмерителя емкости при наличии 25вибропомехи может служить равенстводлительностей полуволн помехи в противоположных плечах моста, принимая за начало отсчета длительностеймоменты перехода через равновесиесхемы, так как в эти моменты (точкиа,б,в ) напряжение, снимаемое с диагонали моста, равно нулю (фиг.2).Для четкого фиксирования началаотсчета длительностей импульсов по 35мехи используется пороговый элемент 6 с заданным порогом срабаты"вания О. При достижении амплитуд"ной полуволны порога срабатывания(фиг.4, точка г ) пороговый элемент 6 срабатывает и на его выходенапряжение равно нулю (О= О).Перейдя равновесие мостовойсхемы (точка а ), сигнал начинаетувеличиваться, при достижении порогового уровня 0 (точка д ) пороговый элемент 6 срабатывает и на еговыходе появляется напряжение 0пП (фиг.5 ). Последовательностьимпульсов помехи поступает на формирователь 7, который формируетпрямоугольные импульсы, требуемогоуровня (фиг.б).,Чля измерения длительностейполуволны помехи используется реверсивный счетчик 9, на счетный вход которого поступает синусоидальный сигналс генератора 4.кости,эадается вторым счетчиком 12импульсов с коэффициентом пересчета К, где К - любое требуемоечисло. Так при поступлении, например,пятого импульса с формирователя 7срабатывает второй счетчик 12 импуль"сов и выдает сигнал, при поступлениикоторого происходит сброс числа импульсов в реверсивном счетчике 9установка нуля и он начинает вновьсчитать поступающие с генератора 4 импульсы. Сигналом со второго счетчика 12 импульсов также устанавливаются в нуль первыйи второй 12 счетчики импульсов и происхо дит сброс покаэаний в отсчетномустройстве 1 О, т.е. начинается новый цикл.Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства обус Оловлена повышением точности измерения.11338658гпаРаю ма ие йМшеиа РаВио- мжсиеи 2.138658 Саенко еда ПодписноСР ака Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная 10675/30ВНИИПИ Госудапо делам иэо113035,Москв оставитель В.Ширшовехред С,йовжийКорректор С.Максимишине Тираж 703твенного комитета С ретений и открытий Ж,Раушская наб.