Автоматические весы Советский патент 1983 года по МПК G01G7/02 

.устройства тары, выход которого связан с вторым входом блока вычитания тары, причем выход блока деления соединен с входом запоминающего устройства калибровки, а управляющий

вход запоминающего устройства коррекции нуля и выход блока вычитания тары соединегн соответственно с третьим входом и выходом вычислителя действительного значения массы.

1. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЕСЫ, содержащие магнитоэлектрическую систему уравновешивания нагрузки с подвижной катушкой и датчиком разбаланса, чашку для установки измеряемого груза, калиброванный груз, аналого-цифровой преобразователь, вычислитель действительного значения массы, цифровой индикатор, запоминающее устройство, индикации, выход которого связан с входом цифрового индикатора, отличающиеся . тем, что, с целью повышения производительности и точности измерений за счет автоматизации процесса периодической юстировки, в них введены / вертикальный стержень, жестко связанный с подвижной катушкой и снабженный внутренним и наружным конусами фиксации чашки и калибровочного груза, ёлектромагнитные фиксаторы чашки, электромагнитные фиксаторы калибровочного груза, программное реле времени, фильтр, счетчик, блок вычитания, один вход которого соединен с выходом датчика разбаланса, а другой - с выходом фильтра, регулятор, вход которого соединен с выходом блока вычитания, а выход через подвижную катушку и аналогоцифровой преобразователь соединен с первым входом вычитателя действительного значения массы, постоянное запоминающее устройство калибровки, выход которого соединен с вторым входом вычислителя действительного значения массял, вспомогательный генератор, выход которого соединен с входом фильтра и входом счетчика, управляющий вход которого соединен с выходом программного реле времени, при этом первый выход счетчика соединен с третьим входом вычислителя действительного значения массы и одним из входов электромагнитного фиксатора чайши, второй выход счетчиг ка соединён с четвертым входом вычислителя действительного значения массы входом электромагнитного фиксатора колибровочного груза и вторым входом электромагнитного фиксатора чашки, третий выход счетчика соединен с входом вспомогательного генератора | и первым входом запоминающего уст(О ройства индикации, второй вход которого соединен с выходом вычислителя с действительного значения массы.. 2. Весы по п. 1,отличаю44 и е с я тем, что вычислитель действительного значения массы содержит блок вычитания кодов и запоминающее устройство коррекции нуля, вход которого соединен с одним из ел входовблока вычитания кодов и первым входом блока вычисления действительсо ного значения массы, блок деления, 4 один из входов которого соединен с .выходом блока вычитания кодов, а втоN рой вход блока деления соединен с вторым входом вычислителя действительного значения массы, блок умножения и запоминающее устройство калибровки, управляющий вход которого соег -динен с четвертым входом вычислителя действительного значения массы, а выход запоминающего устройства калиб ровки соединен с одним из входов блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока вычитания кодов, запоминающее устройство тары и блок вычитания тары, один вход которого соединен с выходом блока умножения и входом запоминающего

I

Изобрвте«ие относится к области весоизмерительной техники, в частное ти к весам с магнитоэлектрической системой уравновешивания нагрузки.

Известны автоматические весы и весоизмерительные устройства, содержащие магнитоэлектрическую систему уравновешивания, нагрузки, .чашку, калиброванный груз, аналого-цифровой преобразователь (АЦП)# запоминающие устройства и цифровой индикатор l .

Однако эти весы имеют недостаточные производительность, стабильность точность измерений и сложную конструкцию механизма наложения калиброванного груза для поверки цены.деления, т.к. калибровка и тарирование производятся оператором и через. пульт управления, наложение калиброванного груза производится либо вруч ную, либо сложным механизмом с сиетемой рычагов с кулачками и приводомвключаемым с пультс1 управления, с течением времени происходит уход точки равновесия (нуля) и изменениецены деления и оператор вынужден.руч:ным способом стабилизировать точность измерений.

Наиболее близкими по технической .сущности к изобретению являются весы, содержащие магнитоэлектрическу систему уравновешивания нагрузки с подвижной катушкой и датчиком разбаланса, чашку для установки измеряемого груза, калиброванный груз, АЦП, вычислитель действительного значения массы, цифровой индикатор, запоминающее устройство индикации, выход коjToporo связан с входом цифрового Индикатора 2 .

Недостатками известных весов являются невысокая производительность, ни.зкая- точность измерений и сложность конструкции, поскольку взвешивание производится с помощью двух последовательных операций, одно из которых - калибровка цены деления, занимает значительное время, необходимое для наложения и снятия чашки и калиброванного груза с помощью инерционного механизма сложной конст рукции, содержащего систему рычагов с кулачками и дополнительным приводом.

Цель изобретения - повышение производительности и точности измерений за счет автоматизации процесса измерения и периодической юстировки весов.

Эта цель достигается тем, что весы, содержащие магнитоэлектрическую систему уравновешивания нагрузки с подв1 жной катушкой и датчиком разбаланса, чашку для установки измеряемого груза, калибровочный груз, АЦП, вычислитель действительного значения массы, цифровой индикатор, запоминающее устройство индикации, выход которого связан с входом цифрового индикатора, введены вертикальны стержень, жестко связанный с подвижной катушкой и снабженный внутренним и наружным конусами фиксации чашки и калиброванного груза, электромагliHTHHe фиксаторы чашки, электромагнйтные фиксаторы калиброванного груза, программное реле времени, фильтр счетчик, блок вычитания, один вход которого соединен с выходом датчика разбаланса, а другрй - с выходом филтра, регулятор, вход которого соедигнен с выходом блока вычитания, а выход - через подвижную катушку и АЦП соединен с первым входом вычитателя действительного значения масс постоянное запоминающее устройство калибровки, выход которого соединен с вторым входом вычислителя действительного значения массы, вспомогательный генератор, выход которого L соединен с входом фильтра и входом счетчика, управляющий вход которого соединен с выходом программного реле времени, при этом первый вход счетчика соединен с третьим входом вычислителя действительного значения ,массы и одним из входов электромагнитного фиксатора чашки, второй выход счетчика соединен с четвертым входом вычислителя действительного значения массы, входом электронакопительного фиксатора калиброванного груза и вторым входом электромагйитного фиксатора чашки, третий выход счетчика соединен с входом вспомогательного генератора и первым входом запоминающего устройства индикации, второй вход которого соединен с выходом вычислителя действительного значения массы.

При этом вычислитель действительного значения массы содержит блок вычитания кодов и запоминающее устройство коррекции куля, вход которог соединен с одним из входов блока j вычитания кодов и первым входом блока вычисления действительного значения массы, блок деления,один из входов которого соединен с выходом блока вычитания кодов, а второй вход блока деления соединен с вторым входом вычислителя действительного значения массы, блок множения и запоминающие устройства калибровки, управляющий вход которого соединен с четвертым входом вычислителя действительногр значения массы, а выход запоминающего устройства калибровки соединен с одним из входов блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока вычитани кодов, запоминающее устройство тары и блок вычитания тары, один вход которого соединен с выходом блока умножения и входом запоминающего устройства тары, выход которого связан с вторым входом блока вычитания тары, причем выход блока деления соединен с входом запоминающего устройства калибровки, а управляющий вход запоминающего устройства коррекции нуЛя и выход блока вычитания тары соединены соответственно с третьим входом и выходом вычислителя действительного значения массы.

На чертеже представлена схема предлагаемых автоматических весов.

Весы содержат магнитоэлектрическую систему 1 уравновешивания нагрузки 2 с подвижной катушкой 3, чашк 4, калиброванный груз 5, АЦП 6, вычислитель 7 действительного значения массы, .запоминающее устройство- 8 индикации, цифровой индикатор 9,, счетчик 10, программное реле 11 времени, вспомогательный генератор 12, фильтр 13, блок 14 вычитания, регулятор 15, постоянное запоминающее ,устройство 16 калибровки, вертикальный стержень 17, жестко связанный через пальцы 18 и диск 19 с подвижной катушкой 3 и снабженный внутренним 20 и наружным 21 конусами, фиксирующими чашку 4 по наружному конус 22 и калиброванный груз 5 по внутрен нему конусу 23. Электромагнитные фиксаторы 24 предназначены для удержания и фиксации калиброванного груза 5 и электромагнитные фиксаторы 25 - для удержания и фиксации чашки 4.

Электромагнитные фиксаторы 24 и 25 содержат электромагниты 26 с перемещающимися внутри электромагнита стержнями 27, возвращаемыми в исходное положение пружинами 28 до упоров 29 и 30.

Вычислитель 7 действительного значения массы нагрузки содержит блок 31 умножения, блок 32 вычитания, запоминающее устройство 33 калибровки, блок 34 деления, запоминающее устрой- ство 35 коррекции нуля, блок 36 вычитания тары, запоминающее устройство 37 тары, кнопки 38 Тара.

Весы имеют датчик 39 разбаланса, подвижная часть которого жестко связана с диском 19 подвижной катушки 3. Выход датчика раз.баланса 39 связан С одним из входов блока 14 вычитания. Электромагнитные фиксаторы 24 и 25 связаны с соответствующими выходами 1 и 2 счетчика 10, управляющий вход которого связан с реле 11 времени, два выхода 1 и -2 - с вычислителем действительного значения массы, третий выход счетчика соединен с одним из входов запоминающего устройства 8 индикации и входом вспэмэгательного генератора 12, выход которого связан с входом счетчика 10, и через фильтр 13 блока 14 вычитания, регулятор 15 соединен с пoдвижнoii катушкой 3 и входом - АЦП 6.

Выход постоянного запоминающего устройства 16 калибровки связан с одним из входов блока 34 деления вый числителя действительного значения массы. 7.

Выход АЦП 6 связан Через блок 32 вычитания кодов с одним из входов блока 31 умножения, второй вход кoтo рого через запоминающее устройство 33 калибровки, блок 34 деления, блок 32 вычитания кодов и запоминакяцее устройство 35 коррекции нуля соедине с выходом АЦП преобразователя 6.

Входы управления запоминающих устройств калибровки 33 и коррекции нуля 35 связаны по соответствующим каналам сЬ счетчиком 10.

Весы работают следующим образом.

В исходном положении счетчик 10 стоит в положении lit , при которрм вспомогательный генератор 12 выключен, нулевое напряжение с его выхода через фильтр 13 подается на вычитающий вход.блока 14 вычитания.

На запоминающее устройство 8 индикации поступает сигнал разрешения записи. Электромагнитные фиксаторы 24 и 25 выключены, калиброванный груз 5 находится на стержнях 27 электромагнитных фиксаторов 24, не касаясь наружного конуса 21 стержня 17, чашка 4 находится на внутреннем конусе 20 стержня 17.

В этом режиме весы измеряют массу груза 2 на чашке 4, который вызывает перемещение стержня 17 с подвижной катушкой 3. Сигнал, пропорциональный этому перемещению, с датчика разбаланса 39 подается через блок 14

вычитания (на втором его входе напряжение равно нулю) на вход регулятора 15, который изменяет ток в подвижной катушке 3, измеряемая нагрузк 2 уравновешивается силой элeктpoмaгJ нитного взаимодействия подвижной катушки 3 с магнитоэлектрической системой 1 (постоянный магнит) и подвижная катушка 3 со стержнем 17 возвращается в исходное; положение.

Так в катушКе пропорционален массе взвешиваемого груза и измеряет ся ЛЦП 6. Код с выхода которого через блок 32 вычитания кодов, блок 31 умножения, блок 36 вычитания тары и ьапоминающее устройство 8 индикаци поступает на цифровой индикатор 9, С табло которого считывается значение массы взвешиваемого груза.

Через определенные промежутки времени, определяемые пер;юдом им- пульсов с выхода программного реле-Г 11 времени,производится автоматическая юстировка весов.

При этом импульс с выхода реле 11 времени.-сбрасыв.авт счетчик 10 в состояние о, при котором включается вспомогательный генератор 12, а запоминающее устройство индикации 8 переходит в режим хранения, что обеспечивает неизменными последние показания весов в период калибровки.

Сигнал с выхода вспомогательного генератора 12 переключает счетчик 10 в положение 2 и одновременно чере фильтр 13 поступает на вход блока 14 вычитания, напряжение на входе KOTOJрого плавно нарастает. Регулятор 15 изменяет ток в катушке 3 так, чтобы напряжение на его входе оставалось i неизменным, и перемещает стержень 17 с катуаткой 3 до тех пор, пока напряжение на выходе датчика разбаланса 39 не будет равно напряжению на выходе фильтра 13, стержень 17 с катушкой 3 перемещается вверх.

По сигналу счетчика 10 срабатывают электромагнитные фиксаторы 25 и стержни 27 перемещаются вовнутрь, удерживая .чашку 4 после опускания стержня 17 с катушкой 3 вниз после окончания импульса с вспомогательног генератора 12,

Чашка 4 с грузом 2 остается на . стержнях электромагнит-ных фиксаторров 25.

. Счет« ик 10 подает разрешение на запись в запог инающее устройство 35 корре1сции нуля,в которое записывается код, сооответствующий массе подвижной системы (катушка 3 со стержнем 17) без чашки 4 и калиброванного груза 5.

Второй импульс вспомогательного генератора 12 аналогично предыдущему вызывает плавный подъем и опускание катушки 3 со стержнем 17, при этом счетдик 10 переключается в положениё П , при котором с его выхода подается команда на электромагнитные фиксаторы 24 и 25, которые ера батывают.

При опускании стержня 17 калиброванный груз 5 остается на наружном t конусе 21 стержня 17, так как стержни электромагнитных фиксаторов 24 перемещаются наружу, а чашка остается на стержнях 27 электромапнитных фиксаторов 25. Калиброванный груз накладывается на подвижную систему катугаку 3 со стержнем 17, а чашка 4 с измеряемым грузом 2 изолирована.

В положении П счетчика 10 запись информации в запоминающее устройство 35 коррекции нуля блокируется, а в запоминающее устройство 33 калибровки разрешается. В блоке 32 вычитания кодов вычитается из выходного кода АЦП 6 (масса катушки со стержнем 17 плюс масса калиброванного груз.а- 5) код массы катушки со стержнем из -запоминающего устройства 35 коррекции 1йуля и на результат вычитания N в блоке 34 деления дели: ся содержимое С) постоянного запоминающего устройства 16 калибровки. Выходной

т Cfc . ( - II - z

код блока 34 деления записывается в запоминающее устройство 33 калибровки.

Третий импульс вспомогательного генератора 12 аналогично предыдущим. вызывает подъем и опускание катушки, со стержнем 17 и переключает счетчик 10 в положение Л1 , при котором : отключается питание от. электромагнита ннх фиксаторов 24 и 25, и стержни 27 возвращаются пружинами 28 в исходные положения до упоров 2 и .30, при этом чашка 4 с грузом 2 находится на внутреннем конусе 20 стержня 17, а калиброванный груз 5 - на стерж нях электромагнитных фиксаторов 24.

Весы находятся в. исходном положении. Код, поступающий на цифровой индикатор 9 при измерении нагрузки 2, после юстировки весов равен

N«4A .(NHI- %)NK/

где N, - код на выходе АЦП б, соответствующий массе чашки с грузом и подвижной системе (катушка со стержнем);

N -код, записанный в запоминающее устройство коррекции / нул я;

NU - код, записанный в запоминающее устррйство калибровки /к, к ;

NB,

с к - код, записанный в постоян-.ное запоминающее устройство 16 калибровки и соответствующий значению истинной массы калиброванного груза 5;