Автоматические весы Советский патент 1984 года по МПК G01G7/00 

Изобретение огносигся к весоизмерительной технике, в частности к электрон ным весам с автомагическим уравновешиванием. Известны устройства для измерения массы, содержащие чувствительный элемент, компенсатор, подключенный к источнику тока, и отсчетный прибор Сз 3. Однако эги весы, использующие элект ромагнитное уравновешивание, не обеспечивают требуемой точности, что обусловл но нагревом элементов весов, в частност компенсаиионными токами, подаваемыми в катушки обратного преобразователя. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является весоизме рительное устройство, содерисащее коромьюло, подвеску и систему автоматическ уравновешивания, с размешенным на коромысле сосудом с жидкостью Г2 К. Однако в известном устройстве не обеспечиваются требуемые быстродействие и точность, поскольку уравновешиван коромьюла производится с помощью элек химической ячейки путем переноса вещества с одного электрода на другой, для проведения которого требуется значитель ный отрезок времени, пропорциональный измеряемой массе. Цель изобретения - повышение быстр действия и точности весов. Поставленная цель достигается тем, что автоматические весы, содержащие коромысло, подвеску и систему автомаги ческого уравновешивания с размещенным на коромьюле сосудом с жидкостью, снабжены блоком двойного интегрировани выходного компенсационного тока, причем сосуд из немагнитного материала заполнен магнитной жидкостью с помещенным в нее ферромагнитным телом, а торцы , сосуда охватывают введенные в устрой|ство неподвижные управляющие катушки, I при этом блок двойного интегрирования выходного компенсационного тока и управляющие катушки соединены с системой автоматического уравновешивания.На чертеже схематически изображены автоматические весы. Коромысло 1, снабженное концевой призмой 2 с подвеской 3 и грузшриемкой чашкой 4 для исследуемого образца 5, установлена на опорных элементах 6 и 7, имеет гайки регулировки разбалан са 8 и чувствительности 9, флажок 1О датчика разбаланса 11, а также стержень 12, на котором жестко закреплен сосуц 13 из немагнитного материала, 1 252 расположенный вдоль длины коромысла 1 и наполненный магнитной жидкостью 14, в которую помещено подвижное ферромаг- нитное тело, например цилиндр 15. С торцов 16 сосуда 13 расположены управляющие катушки 17 и 18, подключенные совместно с блокок 19 двойного интегрирования выходного компенсационного тока к выходу системы 20 автоматического уравновещивания 26, в .которую Входят датчик 11 разбаланса, генератор 21 и усилитель 22. Блок 23 питания подключен к генератору 21, усилителю 22, блоку 19 двойного интегрирования и к отсчетному устройству 24, служащему для фиксации t /t выходного сигнала 19, где К - коэффициент пропорциональности, определяющего основную массу |т исследуемого образца 5, Автоматические весы работают следующим образом. В исходном положении при отсутствии на чашке 4 образца 5 с помощью гайки 8 коромысло 1 уравновешивается, при этом тело 15 находится, например, в среднем положении относительно центра О. коромысла 1. Компенсационный ток J равен нулю. При наложении на чашку 4 образца с малой массой сЗгПу коромыспо 1 попучает разбалансирующий момент, равный ; (1 где Ср- длина рабочего плеча; - ускорение свободного падения, 9,81 м/с2,dp - вес образца 5 с массой «Згп,. Коромьюло 1 вместе с флажком 10 отклоняется на угол и датчик 11 разбаланса посылает в усилитель 22 сигнал разбаланса dVgj , который в свою очередь выдает выходной компенсационный ток Л| , поступающий в катушки 17 и 18 и создающий компенсационное усилие FK, заставляющее двигаться тело 15 вправо, причем . РК-- К (2) где Кг- коэффициент пропорциональности. При этом текущее значение ускорения о , испытываемое телом 15, равно o(( FK/mT , (3) где 2 - путь, пройденный телом 1 5 до момента уравновеишвашгя; гпт- масса тела 15. Тело 15 под Воздействием электромагнитной силы Рц перемещается до тех пор, пока разбалансируюший момент ;Ер-с1ру не уравновесится компенсационным момеи том, равным tpdpx pydE ,(4) где р,. - вес тела 15; dlf - пералешение тела 15. Из условия равенства моментов разбаланса и уравновешивания по выражению (4) получаем ( ; (5) dltT1x () ) Из последнего выражения получаем, что при наложении груза 15 массой ГТ1,с учетом выражений (2) и (3) при проведении операции интегрирования измеряемая масса т равна (f/V)l откуда т.е. величина иа «вряемой массы т.; груза 15 прсяторшеональна двойному интвгрв( /ly от величины компенсационного тока где К - коэффициент пропоршональности, завасяшей от постоянной компенсационных катушек 17 и 18 и тела 15, а также длины рабочего плеча „. После завершения процесса урав- новешрвания и перемещения тела 15 на требуемый отрезок компенсационный ток УН становится равным нулю, OK О, поскольку предложенная система уравновешивания является астатической и угол неком- пенсации и У также равен нулю. Наличие сосуда с магнитной жидкостью и ферромагнитным телом, неподвижных управляющих катушек и системы уравновешивания позволяет значительно уменьшить Время уравновешивания исключить эффект натрева и перегрузок токшодводяпшх элементов весов и компенсатора уравновешивающими токами Зц t которые в начальном и конечном положениях равны нулю, и тем самым значительно повьюить быстродействие и точность автоматических весов.

АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЕСЫ, содержащие коромысло, подвеску и систему автоматического уравновешивания с размещенным на коромысле сосудом с жидкостью, отличающиеся тем, что, с целью повыщения быстродействия и точности, они снабжены блоком двойного интегрирования выходного компенсационного тока, причем сосуд из н&магнитного материала заполнен магнигной жидкостью с помещенным в нее фе| ромагнитным телом, а торцы сосуда охватывают введенные в устройство неподвижные управляющие катушки, при этом блок двойного интегрирования выходного компейсационного тока и управляющие катушки соединены с системой автомагического уравновепшвания.