ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ДАТЧИК Российский патент 1996 года по МПК G01G7/02 

Изобретение относится к весоизмерительной технике.

Известны весы с электромагнитным датчиком, в которых сердечник перемещается под действием веса (нагрузки) относительно измерительных катушек (см. авт. св. N 559125, кл. G 01 G 7/02, 1977 а.с. N 1236319, кл. G 01 G 7/04, 1986).

Известны также электрические весы с высокочастотным генератором в схеме датчика перемещения (см. авт.св. N 518636, кл. G 01 G 7/04, 1976).

Недостатком всех этих датчиков является сравнительно высокая погрешность измерений.

Наиболее близким по технической сущности является датчик для весов, содержащий высокочастотный генератор с катушкой индуктивности, приемные катушки, подключенные к выходному каскаду (см. авт.св. N 1040342, кл. G 01 G 7/02, 1983).

Недостатком этого датчика является сравнительно низкая точность и чувствительность.

Целью изобретения является повышение точности и чувствительности.

Цель достигается тем, что в весоизмерительном датчике, содержащем высокочастотный генератор с катушкой индуктивности и выходную цепь со второй катушкой индуктивности, а также сердечник, установленный на подвижном элементе датчика, высокочастотный генератор выполнен с положительной обратной связью и включает в себя транзисторный каскад с индуктивно связанными между собой катушками без сердечников в эмиттерной и коллекторной цепях, а в качестве сердечника используется катушка индуктивности выходного каскада датчика.

Схема датчика преобразователя показана на чертеже и представляет собой высокочастотный генератор (ВЧ) пилообразного тока с положительной обратной связью.

Обмотки L₁ и L₂ индуктивно связаны между собой. Относительно катушки L₂ с возможностью перемещения установлена катушка L₃. Все катушки используются без сердечников.

Цепочка С_эD₁ предназначена для запуска генератора, т.е. для изначального отпирания транзистора.

В зависимости от вида транзистора (вид перехода) меняется полярность включения диода.

Принцип действия преобразователя поясняется следующим образом. Нетрудно заметить, что генератор (без выходного каскада с катушкой L₃) построен по схеме усилительного каскада. При запуске генератора с помощью цепочки С_эD₁ на входе, т.е. на катушке L₁ возникает начальное напряжение, которое усиливается транзисторным каскадом. На выходе, т.е. на катушке L₂ возникает повышенное (усиленное) напряжение, которое вследствие индуктивной связи возникает на катушке L₁. Уже повышенное напряжение на катушке L₁ вновь усиливается и поступает на катушку L₂, а с нее вновь на катушку L₁. Таким образом происходит процесс лавинообразного нарастания напряжения. Этот процесс происходит только при наличии индуктивной связи катушки L₂ c катушкой L₃, которая в данном случае играет роль сердечника.

Предельная величина напряжения, возбуждаемого на катушке L₂ (предел насыщения) зависит от параметров схемы, величины (U) питания и расстояния между катушками L₂ и L₃. Таким образом в собранной схеме это расстояние является единственной переменной величиной, т.е. величина сигнала на катушке L₂ зависит от удаления или приближения к ней катушки L₃, на которой этот сигнал возбуждается и через выпрямительный каскад поступает на индикатор в виде постоянного напряжения.

Следовательно, установив катушку L₃ на подвижном элементе датчика, можно измерить величину перемещения, которое зависит от величины измеряемого параметра.

Поскольку схема построена на ВЧ-генераторе, то неизбежно возникновение, частоты. Но т.к. генератор высокочастотный, влияние частотной составляющей будет настолько ничтожно, что на показании выходного прибора это влияние никак не сказывается. Эксперименты показывают линейный характер зависимости выходного сигнала от перемещения (расстояния между катушками L₂ и L₃).

За счет мультипликативного эффекта расширения изменения выходного сигнала по отношению к изменению расстояния (к перемещению), т.е. к величине измеряемого параметра существенно повышается точность и чувствительность прибора.

Использование: измерение веса. Сущность изобретения: весоизмерительный датчик содержит высокочастотный генератор с положительной обратной связью, включающий в себя транзисторный каскад с индуктивно связанными между собой катушками без сердечников в эмиттерной и коллекторной цепях, а в качестве сердечника используется катушка индуктивности выходного каскада датчика. 1 ил.

Весоизмерительный датчик, содержащий высокочастотный генератор с катушкой индуктивности и выходную цепь с второй катушкой индуктивности, а также сердечник, установленный на подвижном элементе, отличающийся тем, что высокочастотный генератор выполнен с положительной обратной связью и включает в себя транзисторный каскад с индуктивно связанными между собой катушками без сердечников в эмиттерной и коллекторной цепях, а в качестве сердечника используется катушка индуктивности выходного каскада датчика.