Весы с электромагнитным уравновешиванием Советский патент 1983 года по МПК G01G7/04 

ИзЬбрегение относигся к вёсоизмерй тельной технике, в часгнрсти к весам, в которых ур.вновешивание оостигаегся с помощью электромагнитных срецств, и предназначено для контроля массы обраэИОВ в замкнутом объеме, когца применен обычных весоизмерительных устройств за труднено. Известны весы с электромагнитным гравновешиванием, содержащие электромагнит с рабочей и дополнительной обмо ками и якорем,источник питания.два одновиб ратора, программное устройство, модулятор, электромагнитное реле Устройство обладает недостаточной точностью измерения, что обсуловлено неконтролируемыми изменениями намагни ченности материала сердечника и якоря электромагнита между измерениями, погрешностью, которая вызвана конечным быстродействием измерительного прибора и явлением последействия материала пружины . Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому являются весы с электромагнитным уравновешиванием, содержащие электромагнит с рабочей и дополнительной обмотками и с закрепленным на пружине грузоприемньгм якорем, управляемый источник напряжения, выход которого соединен с измерительным прибором и С информационным входом переключателя, один выход которого непосредственно, а другой через модулятор подключены к рабочей обмотке электромагнита, дополнительная обмотка которого через схему задержки соединена с первым входом схемы И, выход которой соединен с управляющим входом управляемого источника напряжения, и программный блок 2 . Недостаток прототипа заключается в неудовлетворительной точности измерения зависящей от эффекта последействия дня материала пружины, на которой закреплен якорь. Цель изобретения - повьпиение точности измерения за счет уменьшения влияния нестабильности свойств пружины. Поставленная цель достигается тем, что в весы с электромагнитным уравновешивайием, содержащие электромагнит с рабочей и дополнительной обмотками и с закрепленным на пружине груаоприем- ным якорем, управляемый источник напряжения, выход которого соединен с иэмеригельным прибором ( с информационным входом переключателя, один выход которого непосредственно, а другой через модулятор подключены к рабочей обмотке аяектромагнига, дополнительная обмотка которого через схему задержки соединена с первым входом схемы И, выход которой соединен с управляющим входом управляемого источника напряжения, и програмМны9 блок, введены счетчик, дещифратор и триггер, причем программный блок подключен к входу счетчика, выходы которого подключены к входам дешифратора, первый выход которого соединен с одним входом управляемого источника напряжения, второй выход - с другим входом управляемого источника напряжения и с управляющим входом переключателя, третий выход дешифратора соединен с вторым входом схемы и и с первым входом триггера, второй вход которого подключен к виходу схемы задержки, один выход триггера подключен к третьему входу схемы И, а другой выход - к входу запуска измерительного прибора. На фиг. 1 изображена структурная схема весов; на фиг. 2 а - временная анаграмма изменения тока в рабочей обмотке; на фиг. 2 б - последовательность синхроимпульсов, поступающих на вход счетчика от программного блока; на фиг. 2 в - д состояние сигналов на выходах дешифратора; на фиг. 2 е выходной сигнал схемы задержки; на фиг. 2 ж - выходной сигнал триггера. Весы содержат программный блок 1, счетчик 2, дешифратор 3, управляемый источник 4 напряжения треугольной формы с входами 5 управления понижением напряжения, медленным 6 и быстрым 7 повьшлением напряжения, схему И 8, триггер 9, схему 10 задержки, измерительный прибор 11 с информационным 12 и запускающим 13 входами, переключатель 14, модулятор 15, йлектромагнит 16 с рабочей 17 и дополнительной 18 обмот- ками и я корем 19, подвешенным на плоской пружине 20.Контролируемый образец 21 крепится к якорю 19. Позициями 22 - ЗО обозначены связи между элементами. Весы работают следующим образом. В режиме измерения от программного ока 1 на счетчик 2 поступают импульсы, с помощью которых производится син хронизация всего устройства. Дешифратор 3 преобразует состояние счетчика 2 во временные интервалы, заданные циклом работы схемы. В период времени стабилизации осушествляется серия срабатываний электромагнита 16 и размагничивание серцеяников без- фиксация результата изме рения, чго позволяет стабилизировать параметры материала пружины, т.е. устраняется эффект последействия. jQля этог на выхоаах 22 и23 дешифратора 3 поочередно появляются сигналы логической и О , а на выходе 24 устанавливается логический О. При сигнале логической на выходе 22 дешифратора 3, а следовательно, и на входе 6 источника 4 питания быстронарастаилцее напряжение с выхода источника 4 напряжения через переключатель 14 подается непосредстйенно на обмотку 17 электромагнита 16. При этом якорь 19 притягивается, но запуска измерительного прибора 11 не происходит, так как на установочный вход 29 триггера 9 подается сигнал логического О. При сигнале логической на выходе 23 дешифратора, а следовательно, и на выко-. де 5 источника 4 напряжения и управляющем входе 25 переключателя 14 понижающееся напряжение источника 4 подается через переключатель 14 на модуля тор 15. С выхода модулятора 15 на об мотку 17 подается переменное напряжени с понижающейся до нуля амплитудой, вследствие чего происходит раз агничивание сердечника и якоря 19 электромаг нита 16. Таким образом, происходит 4-6 срабатываний электромагнита 16, что поэ воляет полностью компенсировать эффект последействия для пружины и раэмагннчи вать сердечник и якорь электромагнита независимо от их состояния в момент начала измерения. По окончании времени t. ча всех выходах дешифратор 3 устанавливается сигнал логического О, что позволяет удерживать на выходе источника 4 питания нулевое напряжение в течение времени Tj, необходимого для успокоени подвижной системы весов. После выдерж ки времени на успокоение появляется сигнал логической 1 на выходе 24 дешифр)атора 3, который подается на первый вход 26 схемы И 8. На входы 27 и 28 этой схемы подается логической 1 от схемы 10 заде риски и триггера 9. Таким oбpaзoм на выходе схемы И 8 и соответственно на управляющем входе 7 источника напряжения устанавливается сигнал логи ческой 1, который обеспечийает медленное нарастание напряжения на выходе источника 4. Переключатель 14 подает напряжение на обмотку 17 злекгромагнита 16, минуя модулятор 15. При определенном значении напряжеия, а следовательно, и тока в обмотке 17 происходит притяжение якоря 19 к полюсам электромагнита 16. При этом в дополнительной обмотке 18 индуцируется электрический импульс, поступающий на вхоц схемы 1О задержки, выходной сигнал t: , который закрывает схему И 8, воздействуя на вход 27, и .своим задним фронтом опрокидывает т яггер 9 по входу 30 синхронизации. Таким образом, на управлякмаий вход 7 источника 4 напряжения подается сигнал логического О и нарастание напряжения на его выхоое до ксжца цикла прекращается. При опро кидывании триггера 9 запускается иэме рительный прибор 11 по входу 13 в производится измерение тока в рабочей обмотке электромагнита. Величина тока обмотке электромагнита в момент притяжения якоря зависит от массы контролируемого груза 21, жесткости пружины 2О и параметров электромагнита 16. В начале следующего цикла триггер 9 устанавливается в исходное состояние сигналом с выхода 24 дешифратора 3 по входу установки 29. В течение аре мениТ - (фиг. 2 а) происходит стабилизация параметров пружины за счет повторных срабатываний и размагничива ния материала магнитопровоца и якоря. По окончании размагничивания делает ся выдержка времени ir на успокоение подвижной системы весов, после чего начинается процесс измерения. В момент времени с дополнительной обмотки 18 электромагнита црюсоант импульс, сигнализирующий о притяжении якоря 19 к полюсам эоекгромагняга 16, и ток в обмотке 17 стабилизируется оо конца цикла. Запуск измерительного при бора происхоаит через 8О-2ОО мс ( Т ) после прихода импульса п{И1Тяжения, что необходимо для окончания переходных процессов в обмотках. Все выдержки врв« мени, за исключениемС опрецеляются с помощью дешифратора 3 и жестко эаца ны, а сигнал aanycica подается яа измерительный прибор 11 только один раз в течение всего цикла - в момент опрокидывания триггера 9, что повышает нацеж- ность все1{ системы. Предлагаемые весы отличаются or про тотипа ттовышенной точностью, сгабяльво стью за счет введения предва жтельного срабатывания датчика и жесткой сиихронизации всей системы. Применение весов

5101Б2596

ффвкгивно ал9 контроля массы образоов сгвню агресскваых я гоксвчвых срец, в эамкнугом объеме, например, при вспы когаа применевве обычвых ве ;о8змеригетанин на стойкость полимеров к врэаей- тхьных устройств эатрдганено.

ВЕСЫ с ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ УРАВНОВЕШИВАНИЕМ, содержащие электромагнит с рабочей и дополнитель ной.обмотками и с закрепленным на пружине груэоприем ым якорем, управляемый источник напряжения, .выход которого сое аинен с. измерительным прибором и с информационным входом переключателя, оциц выход которого непосредственно, а другой через модулятор подключены к рабочей обмотке электромагнита, дополнвтельнай обмотка которого через схему задераккя . соединена с первым входом сжемы И, выхоо которой соединен с управляющим входом управляемого источника напряжения, и программный блок, отличающв е с я тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния нестабилыюсти свойств пружины, в них. ввецены счетчик, дешифратор и триггер, пртчем программный блок подключен квходу счетчика, выхо&ы которого подключены к входам дешифратора, первый выхоо которого соединен с одним входом управляемого источника напряжения, второй выход - с друшм входом управляемого точника напряжения и с управляющим вхо дом переключателя, третий выход аещвфраTOJpa соединен с вторым входом Чапмы И и с первым входом триггера, второй вход которого подключен к выходу схемы задержки, один выход триггера- поцключая к третьему входу схемы И, в аругЫ1 выхоа - к входу запуска вдмеритеаьного прибора.

6

Фlлг. П