Весоизмерительное устройство Советский патент 1984 года по МПК G01G3/15 G01L1/12 

Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к весовым устройствам, в которых используются магнитоанизотропные датчики веса.5

Известен магнитоупругий датчик усилия, вьшолненный в виде консольной балки из пластин равного сопротивления изгибу трапецеидальной формы с обмоткой возбуждения и изме- 10

рительной обмоткой, расположенными на магнитопроводе параллельно междуi собой и перпендикулярно высоте тра-: пеции Л .

Однако конструкция такого MarHHTOir 15 провода не может быть использована в магнитоанизотропных датчиках с крестообразным расположением обмоток, имеющими аналоговый выходной электрический сигнал. Это объясняется тем, 20 что относительно средней линии изгиба, по толщине магнитопровода (набора пакета пластин), верхняя половина пластин имеет напряжения растяжения, . а нижняя - сжатия, следовательно, 25 и магнитная проницаемость, относитель но средней линии изгиба, имеет разные знаки, а поскольку отверстия под крестообразные обмотки могут быть расположены только перпендикулярно набор пластин, то в силу этого и обмотки находятся.в положении воздействия на них магнитной проницаемости разных знаков, поэтому выходное напряжение, электрический сигнал соотвёт ствующий усилию, постоянно равен нулю. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является вес измерительное устройство, содержащее магнитоанизотропные датчики вес с группой первичных и вторичных обмоток, размещенных на магнитопровод в виде консольной балки, источник стабилизированного напряжения переменного тока, к которому подключены первичные обмотки, последовательно соединенные между собой, и вьшрямитель, к входу которого через компен сатор начального разбаланса подключ ны вторичные обмотки, а к выходу измерительньй прибор 2J . Однако в магнитопроводе, в местах распэлеикения элементов, при работе на изгиб возникают отличные по величине напряжения деформации, а, ел довательно, и магнитная проницаемость, что приводит к снижению прямолинейности выходной характеристики. При использовании силовоспринимающего элемента в виде консольной балки, работающей на изгиб, увеличивается величина перемещения груза, а в результате этого, увеличивается амплитуда и время затухания колебательного процесса, вызванного динамическим воздействием в момент передачи усилия.

Цель изобретения - повьшение точности и увеличение быстродействия за счет обеспечения линейности выходного сигнала и уменьшения влияния динамической составляющей сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в весоизмерительное устройство, содержащее магнитоанизотропные датчики веса с группой первичных и вторичных обмоток, размещенных на магнитопроводе в виде консольной балки, источник стабилизированного напряжения переменного тока, к которому подключены первичные обмотки, последовательно соединенные между собой, и выпрямитель к входу которого через компенсатор начального разбаланса подключены вторичныеобмотки, а к выходу - измерительньй прибор, введены фазосдвигающий элемент и источник постоянного тока, а в каждьй датчик веса - дополнительная группа первичных и вторичных обмоток, причем магнитопроводы датчиков веса выполнены ступенчатой формы с равным сопротивлением изгибу для всех ступеней, первичные обмотки дополнительной группы соединены между собой последовательно и подключены к источнику постоянного тока, а вторичные обмотки включены между собой дифференциально на каждой ступени магнитопровоДа и последовательно между стуленями и подключены к фазосдвигающему элементу, выход которого соединен с выходом выпрямителя последовательно и ввтречно. На чертеже показана структурная схема весоизмерительного устройства. Весоизмерительное устройство содержит два магнитоанизотропных датчика веса, каждый из которьк включает магнитопроводы 1 и 2, выполненные в виде ступенчатой консольной балки равного сопротивления, и обмоточные элементы 3-18, расположенные по два на каждой ступени магнитопровода, симметрично относительно линии изгиба. Верхние относительно линии изгиба обмоточные элементы 3,7,11 и 15, расположенные на магнитопроводе 1, и обмоточные элементы 5,9,13, 17, расположенные на магнитопроводе 2, .работают в области растяжения магнитопроводов 1 и 2, а нижние 4,8,12,16 и 6,10,14,18 - в области его сжатия (для наглядности соединв ния электрической схемы элементы 1118 не включены). Элементы 3,4,5 и 6 составл5пот первзж) группу. Они, включены в измерительную схему, последовательное соединение первичных обмоток которой запитано от источника 19 стабилизированного напряжения переменного то ка, вторичные ее обмотки включены дифференциально на одной ступени ма нитопровода и последовательно между соответствуннцими ступенями двух маг нитопроводов, а общий быход этих вторичных обмоток подключен к ком пенсатору 20 первоначального сигнала небаланса, выход которого соединен с вьшрямителем 21. Элементы 7-10 (вторая группа) включены в компенсационную систему сигнала колебательного процесса., последовательное соединение первичных обмоток которой запитано от источника 22 стабилизированного напря жения постоянного тока, а выход вто ричных -обмоток, включенных между собой аналогично вторичным обмоткам измерительной системы, подключен к фазосдвигающему элементу 23. К общему выходу измерительной и компенсационной систем, которые включены между собой последовательно и в противофазе, подключен измерительньй прибор 24, подключённый к индикатору 25, блоку управления 26 цифропечатающим устройством 27. Кнопка 28 вьщает команду на регистр цию веса. Весоизмерительное устройство раб тает следующим образом. В ненагруженном состоянии измерительная схема устанавливается в нулевое положение компенсатором 20 первоначального сигнала небаланса, после чего устройство .приведено в готовность для взвешивания гру.303 (труб). Труба устанавливается на груэопередающий механизм (на чертеже не показан), усилие веса которой передается на два магнитоанизотропных датчика. Магнитопроводы 1 и 2 воспринимают нагрузку, прогибаются на величину, пропорциональную усилию веса и совершают затухающий колебательный процесс. По всей рабочей длине магнитопровода, имеющего форму консольной балки равного сопротивления, равномерно распределяется напряжение деформации, а следовательно, и магнитная проницаемость В силу магнитной анизотротги материала магнитопровода и питания первичных обмоток элементов 3-6, измерительной системы от источника 19 стабилизированного напряжения переменного тока, во вторичных обмотках этих элементов возникает напряжение, поступающее на выпрямитель 21. Выпрямленное напряжение является ргнбающей, представляющей сигнал, пропорциональньш величине усилия веса и амплитуде частоты колебательного процесса. Во вторичных обмотках элементов 7-10 компенсационной системы возникает напряжение, соответствующее элек грическому сигналу по частоте и амплитуде только колебательного процесса, так как первичные обмотки этих элементов запитаны от источника 22 стабилизированного напряжения постоянного тока. Полученный электрический сигнал, от действия колебательного процесса корректируется фазосдвигающим элементом 23 до совпадения его с фазой си.гнала от действия колебательного процесса, полученного в измерительной системе, а поскольку оба сигнала алгебраически суммируются, так.-как их источники включены между собой последовательно и в противофаэе.то их результирующая равна нулю, следовательно на вход измерительного прибора 24 поступает сигнал только соответствзпощий весу взвешиваемого груза. Далее сигнал преобразовывается и поступает на индикатор 25 веса и блок управления 2. Нажатием кнопки 28 ведается команда в блок управления 26, который выдает разрешение на печать цифропечатающему устройству 27. Если взвешивание труб осуществляется. в потоке, то кнопка 28 заменяется путевым выключателем, срабатьшающим от механизма, перемещающего труды (на чертеже не показан).

.Использование предлагаемого весоизмерительного устройства позволяет уменьшить погрешность взвешивания, так как использование магнитопровода в виде балки равного сопротивления обеспечивает получение равномерного распределения магнитной проницаемости по всей его рабочей длине; исклю1103080 .

чить влияние на точность и быстродействие взвешивания электрического сигнала возникающего от действия колебательного процесса упругих 5 элементов, путем противофазного включе.ния равнозначного ему электрического сигнала, получаемого также от действия этого колебательного процесса.

ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВС содержащее магнитоанизотропные датчй ,ки веса с группой первичных и вторичных обмоток, размещенных на магнитепроводе в виде консольной балки, источник стабилизированного напряжения переменного тока, к которому подключены первичные обмотки, последовательно соединенные между собой, и вм1Прямитель, к входу которого через ком|Пенсатор начального разбаланса подключены вторичные обмотки, а к выходу - измерительный прибор, отличающ е ее я тем, что, с целью повышения точности и увеличения быстродействия за счет обеспечения линейности выходного сигнала, в него выведены фазосдвигшощий элемент и источник постоянного тока, а в каждый датчик веса - дополнительная группа первичных и вторичных обмоток, причем магнитопроводы датчиков веса .вьшолнены сту- пенчатой формы с равным сопротивле1 нием изгибу для всех ступеней,первичные обмотки дополнительной группы соединены между собой последовательно и под(/) ключены к источнику постоянного тока. С а вторичные обмотки включены между собой дифференциально на каждой ступени магнитопровода и послёйовательйо между ступенями и подключены к фазосдвйгаюлдему элементу, выход которого соединен с выходом вьшрямителя последовательно и встречно.