Весы с электромагнитным уравновешиванием

1552012 10 15 20 25 вышении которой работает цепь 21 частотной коррекции с разделительнымной через кронштейн 40 с чувствительным элементом 1. При наложенииобразца 3 на грузоприемную площадку2 чувствительный элемент 1 смещается вниз. С датчика 12 некомпенсацииподается сигнал на интегрирующийусилитель 13, который преобразуетсяв постоянное напряжение. Коррекциячастотной характеристики системыосуществляется путем дифференцирования сигнала с датчика 12 иекомпенсации цепью 21 частотной коррекциии введения в дополнительную обмотку34 катушки 15 сигнала коррекции си;стемы автоматического уравновешивания, что обеспечивает устойчивостьработы системы автоматического уравновешиванияСоединение уравновешивающего рычага 1 О с чувствительнымэлементом 1 связью в виде вертикальной гибкой ленты 9, расположение горизонтальной оси симметрии катушки15, горизонтальной плоскости симметрии параллелограммной системы, точки крепления уравновешивающего рыча;га 10 к вертикальной гибкой ленте 9и линии деформации гибких элементов Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к весам с электромагнитной системой уравновешивания чувствительного элемента.Целью изобретения является повышение точности измерения.На фиг.1 показана структурная схема весов с электромагнитным уравновешиванием; на фиг.2 - измерительная система весов, вид сверху.Весы содержат чувствительный элемент 1 с грузоприемной площадкой 2 для взвешиваемого образца 3, Чувствительный элемент 1 связан с корпусом 4 весов параллелограммной системой, содержащей пластины 5 и 6, выполненные в виде равнобочной трапеции, связанные с,корпусом 4 весов гибкими элементами 7, а с чувствительным элементом 1 - гибкими элементами 8. Чувствительный элемент 1 гибким элементом в виде вертикальной гибкой ленты 9 связан с уравновешивающим рычагом 10, Подвижная 35 40 45 50 55 38 уравновешивающего рычага 10 водной горизонтальной плоскости обеспечивают высокую точность измерения.Двухкоординатный датчик 23 смещения фиксирует любые смещения диафрагмы 25, закрепленной на конце рычага 10,и выдает с фотоприемника 26 сигналыХ и У, пропорциональные величине смещения по осям коордннат, которые через регулируемыерезисторы 27 и 28 поступают на Формирователь 29 сигнала коррекции, где усиливаются операционным усилителем 33 и поступают в дополнительную обмотку 34 катушки 15. Согласование цепи коррекции формирователя 29 сигнала коррекции с дополнительной обмоткой 34,силовое компенсационное воздействиекоторой индивидуально для каждых листов обеспечивается регулируемым резистором 30. Диоды 3.1 и 32 ограничивают зону пропорциональной коррекции по осям координат, при преконденсатором 22, 2 ил. часть 11 датчика 12 некомпенсации прикреплена к чувствительному элементу 1. Датчик 12 некомпенсации через интегрирующий усилитель 13 подключен к обмотке 14 катушки 15 электромагнитного компенсатора 16. С цепью катушки 15 соединено отсчетное устройство 17, содержащее аналого-цифровой преобразователь 18 с цифровым индикатором 19.Весы также содержат опорный резис- тор 20, служащий для съема измеряемого сигнала У, пропорционального компенсационному току 1 и измеряемой массе образца 3, и цепь 21 частотной коррекции с разделительным конденсатором 22, подключенным к выходу датчика 12 некомпенсации и предназначенными для коррекции системы автоматического уравновешивания при колебаниях чувствительного элемента 1,В весы введен двухкоординатный датчик 23 смещения, содержащий инфракрасный излучатель 24, закрепленный на корпусе 4 весов, диафрагму25, закрепленную на конце уравновешивающего рычага 10 и четырехсегментный фотоприемник 26 инфракрасного излучения, закрепленный на кор 5пусе весов, два сегмента которогосвязаны с общей точкой схемы,а двадругих сегмента являются выходамидвухкоординатного датчика 23 смещения,фиксирующими сигналы Х и У смещения уравновешивающего рычага 10по осям координат.Входы Х и г двухкоординатногодатчика 23 смещения связаны с двумя входами в виде двух регулируемыхрезисторов 27 и 28 формирователя 29сигнала коррекции, содержащего трирегулируемых резистора 27, 28 и 30,два диода 31 и 32, операционный усилитель 33, причем три регулируемыхрезистора 27, 28 и 30 и два разноименных полюса диодов 31 и 32 связаны с инвертирующим входом операциОнного усилителя 33 Второй вход которого связан с общей точкой схемы,третий регулируемый резистор 30,два других разноименных полюса диодов 3 1 и 32 и выход операционногоусилителя 33 связаны с выходом формирователя 29 сигнала коррекции,Дополнительная обмотка 34 катушки 15 электромагнитного компенсатора16 одним концом соединена с выходомформирователя 29 сигнала коррекции,вторым концом связана с общей точкой схемы.Вертикальная гибкая лента 9 закреплена с натягом в двух точках35 и 36 чувствительного элемента 1,40расположенных симметрично параллелограммной системе, содержащей пластины 5 и 6, и в вертикальной плоскости совмещена с осью груэоприемной площадки 2,45В средней точке 37 вертвуальнаялента связана с уравновешивающим рычагом 10, который выполнен в видерамы, охватывающей компенсатор 16с катушкой 15 и закрепленной на че 50тырех, расположенных крестообразно,гибких элементах 38 к корпусу 4 весов, и снабжен двумя грузами 39, например эксцентричными.Катушка 15 компенсатора 16 свя55зана с чувствительным элементом 1П-образным кронштейном 40, охватывающим вертикальную гибкую ленту 9.Горизонтальная ось симметрии катушки 15 электромагнитного компенсатора 16 совмещена со средней точкой 37 вертикальной гибкой ленты 9 и центром крестообразных гибких элет ментов 38 уравновешивающего рычага 10.Электромагнитный компенсатор 16 своим основанием закреплен на пластине 41, которая содержит три упорных регулируемых винта 42, опирающихся на корпус 4 весов, и четыре винта 43 крепления к корпусу 4 весов.Электромагнитный компенсатор 16, пластина 4 1 и корпус 4 весов снабжены сквозными отверстиями 44 в вертикальной плоскости зазора катушки 15 коменсатора 16, что позволяет при подсветке снизу корпуса 4 весов выставить катушку 15 относительно корпуса компенсатора 16 с высокой точностью и обеспечить высокоточное центрирование катушки 15 эа счет получения равномерного светового зазора.Для повышения надежности работы измерительной системы вертикальные перемещения чувствительного элемента ограничены упорами 45. Для расши- рения предела взвешивания к чувствительному элементу 1 может быть прикреплена рейка с гирями, расположенными внизу измерительной системы.Устройство работает следующим образом.Применение пластины 4 1 с тремя упорными регулируемыми винтами 42 и четырьмя винтами 43 крепления,жестко связанной с основанием электромагнитного компенсатора 16, и сквозных вертикальных и расположенных под горизонтальной осью уравновешивающего рычага отверстий в электромагнитном компенсаторе 16, пластине 4 1 и корпусе 4 весов позволяет быстро и с высокой точностью центрировать электромагнитный компенсатор 16 относительно катушки 15, жестко связанной через П-образньп кронштейн 40 с чувствительным элементом 1.На грузоприемную площадку 2 накладывают взвешиваемый образец 3, при этом чувствительный элемент 1 смещается вниз до нижнего упора. С датчика 12 некомпенсации подается сигнал Б на интегрирующий усилитель 13, который преобразуется в постоянное напряжение, пропорциональное значению компенсационного тока7 155 1протекающего через опорный резистор 20 и обмотку 14 катушки 15 компенсатора 16.Коррекция частотной характеристики системы автоматического уравноешивания (переменной составляющей (,игнала с датчика 12 некомпенсации) существляется путем дифференцировайия сигнала с датчика 12 некомпенсации цепью 21 частотной коррекции и.Введения в дополниТельную обмотку 4 катушки 15 компенсатора 16, галь. анически не связанную с обмоткой 4 катушки 15, через разделительный онденсатор 22 сигнала коррекции си темы автоматического уравновешивания по первой и второй производной, что обеспечивает, устойчивость работы системы автоматического уравнове 1 шлвания.Соединения уравновешивающего ры чага 10 с чувствительным элементом 1 пиференциальной связью и виде верТикальной гибкой ленты 9, расположение горизонтальной оси симметрии ка-. тушки 15 электромагнитного компенсатора 16, горизонтальной плоскости симметрии параллелограммной систеМы, точки крепления уравновешивающего рычага 10 к вертикальной гибкой ленте 9 и линии деформации гибких элементов 38 уравновешивающего рычага 10 в одной горизонтальной плоскости обеспечивают высокую точность измерения благодаря одинаковым линейным и угловым перемещениям перечисленных элементов, исключению непропорционального влияния внешних температурных изменений окружающей среды на элементы измерительной системы, поскольку они расположены симметрично друг относительно друга и в одной плоскости.С помощью грузов 39 измерительную систему приводят к положению, близкому к положению безразличного равновесия.Однако, изменение внешних условий и температуры окружающей среды меняет положение центра масс уравновешивающего рычага 10 за счет смещения части рычага с грузами 39, причем смещение происходит непропорционально по отношению к Элементам измери" тельной системы.Для исключения погрешности измерения от смещения центра массы уравновешивающего рычага 10 применен 82012двухкоординатный датчик 23 смещения,который фиксирует с высокой точностью любые смещения диафрагмы 25,5закрепленной на конце рычага 10, ивыдает с фотоприемника 26 сигналыХ и У, пропорциональные величинесмещения по осям координат, которыечерез регулируейЬе резисторы 27 и28 поступают на формирователь 29сигнала коррекции, где усиливаютсяоперационным усилителем 33 и в видесигнала постоянного тока 1Р, пропорциональнаго изменению жесткостисоставляющей подвижной измерительной системы от смещения центра массуравновешивающего рычага 10 по сравнению с исходным положением, поступает в дополнительную обмотку 3420 катушки 15.Коэффициент передачи смещений Хи У уравновешивающего рычага 10 в соответствующий ток коррекции 10 задается регулируемыми резисторами25 27 и 28. Согласование цепи коррекции формирователя 29 сигнала коррекции с дополнительной обмоткой 34, силовое компенсационное воздействиекоторой индивидуально для каждых30 листов, обеспечивается регулируемымрезистором 30,Диоды 31 и 32 ограничивают зонупропорциональной коррекции по осямкоординат, при превшшении которой35работает цепь 21 частотной коррекциис разделительным конденсатором 22.Сигнал коррекции 1 О вводитсяв узкой зоне смещення уравновешивающего рычага 10, благодаря чему не40 нарушается закон регулирования системы автоматического уравновешиванияс помощью обмотки 14 при измерениимассы образца 3.Смещение центра масс уравновешивающего рычага 10 изменяет восстанавливающий момент измерительной системы, величина измения которого исключается эа счет введения корректирующего тока 1 о, с соответствующимзнаком в дополнительную обмотку 34,что исключает дополнительную погрешность измерения, поскольку дополнительное силовое компенсационное воздействие формируется не по измерительной цепи компенсационного тока1; в которой оцифровывается в отсчетном устройсТве 17 значение измеряемой массы, а по цепи дополни,тельной обмотки 34 катушки 15.В начале измерения сигнал Б1, с датчика 12 некомпенсации преобразуется цепью 21 частотной коррекции через разделительный конденсатор 22 в корректирующий ток, поступающий в дополнительную обмотку 34, что заставляет измерительную систему с минимальным временем переходного процесса вернуться в исходное положение и при дальнейшем измерении данной массы положение равновесия системы поддерживается компенсационным током 1, поступающим с интегрирующего усилителя 13 в обмотку 14 катушки 15, но в процессе измерения любое смещение центра масс уравновешивающего рычага 10 фиксируется двухкоординатным датчиком 23 смещения и в соответствии с имеющимся смещением Х и У формирователь 29 сигнала коррекции вырабатывает корректирующий ток 1 копо ступающий в дополнительную обмотку 34 катушки 15, который создает компенсационное усилие с соответствую щим направлением воздействия, исключая погрешность измерения от смещения центра масс уравновешивающего рычага. Поэтому сигал У х с обмотки 14 катушки 15 с высокой точностью от ражает падение напряжения на опорном резисторе 20, отражает значение массы измеряемого изделия 3 и поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 18, формирующего цифровое значение взвешиваемой массы, считываемое с цифрового индикатора 19. Формула изобретения40Весы с электромагнитным уравновешиванием, содержащие чувствительный элемент с грузоприемной площадкой, связанный параллелограммной системой с корпусом весов и с уравновеши вающим рычагом, снабженным грузами и датчиком некомпенсации, подключенным к обмотке, катушки электромагнитного компенсатора, о т л и ч а ю щ иточности измерения, в них введены двухкоординатный датчик смещения с диафрагмой, закрепленной на концеуравновешивающего рычага, формирователь сигнала коррекции с тремя регулируемыми резисторами, двумя диодами и операционным усилителем, дополнительная обмотка катушки электромагнитного компенсатора, вертикальная гибкая лента, закрепленная в двухрасположенных симметрично относительно параллелограмма системы точкахчувствительного элемента, совмещенная с горизонтальной осью грузоприемной площади и связанная в среднейточке с уравновешивающим рычагом,который выполнен в виде охватывающейэлектромагнитный компенсатор и прикрепленной к корпусу весов при помощи четырех крестообразных гибких элементов рамы, кронштейн, связывающийкатушку электромагнитного компенсатора с чувствительным элементом, иснабженная упорными регулируемыми винтами и закрепленная на корпусе весов пластина, на которой расположен электромагнитный компенсатор, горизонтальная ось симметрии обмотки катушки электромагнитного компенсатора совмещена со средней точкой вертикальной гибкой ленты и центром крестообразных гибких элементов уравновешивающего рычага, электромагнитный компенсатор, пластина и корпус весов снабжены сквозными вертикальными и расположенными над горизонтальной осью уравновешивающего рычага отверстиями, причем два выхода двухкоординатного датчика смещения связаны с двумя регулируемыми резисторами формирователя сигнала коррек-ции, другие концы которых соединены с одним концом третьего регулируемого резистора с двумя разноименными полюсами диодов и инвертирующим входом операционного усилителя, другой вход которого связан с общей точкой схемы, а выход - с другим концом третьего регулируемого резистора, двумя другими полюсами диодов и дополнительной обмоткой катушки электромаг нитного компенсатора, второй конец которой связан с общей точкой схемы..Шандор Техред М,Дидык Корректор М.Максимишинец дакт при ГКНТ СССР роиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагар Закаэ 322 Тираж 420ВНИИПИ Государственного комитета по113035, Москва, ЖПодписноебретениям иаушская наб,крытия д, 4/5