Микроаналитические весы Советский патент 1983 года по МПК G01G7/00 

со

Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к паборатс{ ным весам для измерения веса с высокой степенью точности.

Известны весы для физико-химических исследований, содержащие коромысло и систему уравновешивания. В этих весах используются различные системы уравновешивания коромысла - с использованием упругих элементов, торзионной нити, магнитные, электростатические и т.п. t l .

Однако все эти системы не обеспечивают необкодимой точности при использовании их в ультрамикровесах.

Наиболее близким к предлагаемым являются микроаналитические весы, содержащие подвешенное на вертикальных растяжках коромысло с подвеской для грузоприемной чашки и с датчиком отклонения, подключенным к блоку цифровой индикации, и систему автоматического уравновешивания коромысла с жестко соединеншйм. с коромыслом элементом, восгпринимающим компенсирующее усилие, и с узлом выработки компенсирующего усилия, соединенным с регулируемым источником компенсирующего тока С 2 3 .

Известное устройсзтво не обеспечивает необходимую точность при взвешивании образцов, вес которых измеряется в милиграммах, что обусловлено, в частности, обратньпл воздействием воспринимающего компенсирующее усилие элемента на узел вырабатывающий это усилие.

Цель изобретения - повьш1ение точности измерения за счет исключения обратного воздействия элемента, воспринимающего компенсирующее усилие.

Поставленная цель достигается тем, что в микроаналитических весах, содержащих подвешенное на вертикальных растяжках коромысло с подвеской для грузоприемной чашки к с датчиком отклонения, подключенным к блоку дафровой индикации, и систему автоматического уравновешивания корокшсла с жестко соединенньш с коромыслом элементом, воспринимающим компенсирующее усилие, и с узлом выработки компенсирующего усилия, соединенным с регулируемым источником компенсационного тока, элемент, воспрй}нимакший компенсирующее усилие, выполнен, в виде экрана, а узел вьфаботки компенсирующего усилия - в виде регулируемого источника света, распьложенного над экраном.

Регулируемый источник света вьшолнен в виде нескольких светоизлучакяцих

элементов, число которых равно числу декад блока цифровой индикации.

На чертеже показана схема микроана, литических весов.

Весы содержат коромысло 1, подвешена ное на вертикальных .растяжках 2 и 3, подвеску 4 с чашкой 5 для взвешиваемого -тела 6, экран 7, расположенный Q на коромысле 1 источники светового излучения 8-11 с направленными световыми потоками 12-15 на экран 7, бло- .. ки 16 управления. мощностью светового излучения каждого источника 8-11, приj чем источники излучения 8-11 через блоки 16 управления мощностью связаны с цифровыми индикаторами 17.

На -коромысле 1 закреплено зеркальце 18, на которое проектируется световой зайчик 19 от оптической системы 20. Зайчик 19 после отражения от зер-, кальца 18 попадает на фотопреобразователи 21 и 22, электрически связанные с индикатором 23 (+) -) и включенные в мостовую схему дифференциально между собой. Источники светового излучения 8-11 для усиления световых потоков 1215снабжены сферическими отражателями 24 и оптической системой 25. Источ ники излучения 8-11 электрически под- соединены с одной стороны к резистсфам 26, подключенньп«1 к перекидным ключам

.« 27 (группам нормально замкнутых и нормально разомкнутых контактов) и далее к первому полюсу 28 источника 29 опор5 ного напряженения, а с другой стороны непосредственно ко второму полюсу ЗО источника 29, имеющего выходное напряжение

Перекидные ключи 27 управляются от

0 -реле 31, включаемых сдвоенными переключателями 32 и 33 через диодные матрицы 34 и источник 35. Переключатель 32 упрайвляет диодной матрицей 34 и реле 31, а переключатель 33 5 элементами {сегментами) цифрового индикатора 17 числа включенных ступеней тлка 3 с,-, , подаваемого в соответствующий источник светового излучения 8-11. Мощность блоков 16 каждого после0 дующего из источников 8-11 больше предыдушего на порядок, начиная с блока

16управления мощности источника 8 с минимальным давлением светового потока 12,

5 Питание цифровых индикаторов 17, индикатора 23 и. фотообразователей 21 и 22 производится от блока питания 36. Для ограничения заклонения коромысла 1 предусмотрены упоры 37. Изменяя соотношение плеч коромысла 1: а - грузоприемногр плеча и Ь плеча экрана 7, можно при малых давлениях световых потоков 12 - 15 уравновешивать значительные массы взвешиваемых теп 6. Весы работают следующим образом. Взвешиваемое тело 6 кладется на чашку 5, световые поте.л 12-15 источников излучения 8-11 перед началом взвешивания равны О, коромысло 1 под действием веса тела 6 наклоняется до упора 37, нарушается положение зеркаль ца 18 и зайчика 19 и баланс мостовой схемы фотопреобразователей 21 и 22 и на индик-дторе 23 загорается знак +. Включаются с пульта управления блоки 16 управления мощностью источников 8-11, начиная со старшей декады. Вклк чение блоков управления 16 прризводЕ ся ступенчато, пока не загорится знак - на индикаторе 23, при этом произво дится переключение на предыдущую ступень. Затем производится ступенчатое переключение блока управления 16 следующей декады таким же офазом. Сту- пенчатое переключение блока управления 16. млафией декады производится до пол ного- равновесия коромысла, до исчезнов ния знаков +, на индикаторе 23. . Зваченве взвещива мой массы тела 6 считывается с цифровых индикаторов 17 блока цифровой индикахши. Значе е маесы определяется по формучте ,, где f- S-i -механическое давлеггае светов го потоке -площадь действия световйго п тока на экране; - плечи коромысла. г,--I. i ) - W С -сила света источника.излучения;-коэффициент отражения экрана; -скорость света в вакууме; -коэффициент пропорциональности. r- Pc-ri VCDcTi, де Л -.ступенчатое значение тока блока 1 управления; К - коэффициент проаорцвональност. коэффициент прся101яшональноств; де V сумма ступенчатых звачевий токов блоков упршэйения мошною стью светового источников иэлучения. Минимальное дешленне источника взлуешга младшей декады блока инликапии, уравновешивающее минимальную MaccyAiTt : равную точности измерения предполааемых кшкроаналитических весов, равно iP 2|10 мг/мм. Пришшаем площадь ействия светового потока на экран 5 2,5 мм , о b , тогда -точность измерения равнаЛМ- Ъ 2,5 п 5, 10 м . Базовый объект - ультрамикровесы ВЛУ-1 имеют точность измерения 5., что в 10 раз грубее, чем у предлагаемых весов. Применение источников света с иайравляюшими свегговыми потоками на экрйн коромысла и блоков равленвя мощвостьк светового излучения каждого источника, связывающих источники с цифровыми икдА каторами, позволяет создать миироайапитические весы с высокой точностью измв- дния и дистанционным управлением.

1. МИКРОАНАЛИТИЧЕСКИЕ ВЕСЫ, содержащие подвешенное на вертикальных pacTstxKBK коромысло с подвеской для грузоприемной чашки и с . датчиком отклонения, подключенным к блоку цифровой индикации, и систему автоматического уравновеипгаания коро мыслоа с жестко соединенным с кореь- мыслом элементом,-воспршгамакпшм компенсирукяцее усилие, н с узлом боткн компенсируюшего усилия, соеданенным с регулируемым всточнвком пенсапионного тока, отличаюш8 е с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет ясключвнвя обратного воздействия элемента, воспрянвмаюшего компевоирующее -усилие, в них элемент, воспринимающий компен- сируюшее усилие, выполнен в виде экфана, а узел выработки компенсирУвЛиего усилия - в виде регулируемого всточника света, расположенного над экраном. § 2. Весы по п. 1, о т л я ч а ю ш н е с я тем, что регулвру мый ник света выполнен в виде нескольких светонзлучакших элементов, чвспо ftoToрьк. равно чнслвг декад блояв цифровой И Hflff 1СЙИИ1К t