Цифровой измеритель тензометрических весов Советский патент 1985 года по МПК G01G23/37 G01G3/14 

. Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть исполь зовано в автоматических электронных весах для взвешивания движущихся объектов. . : . Известен цифровой прибор тензоме.трических весов, содержапщй трехдекадннй счетчик, делители и умножители .частоты, схемы совпадения и входной коммутатор Однако этот прибор не обеспечивает требуемой точности прималом числе измерений и имеет чрезмерную сложност Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее первый генератор, выход которого через тензодатчи ки связан с первым входом нуль-орган выход которого через блок реверса под ключен к управляющим входам счетчика выходы которого через цифро-аналоговЫй компенсатор связаны с вторым вхо дом нуль-органа, второй генератор, выход которого связан с входом делителя Частоты и одним из сигнальных входов коммутатора, второй сигнальны вход которого соединен с выходом.делителя частоты, а выходы коммутатора соединены с входами первой схемы 1-ШИ , выход которой соединен со счет ным входом счетчика ц2 j. . Недостатком известного цифрового измерителя является низкая точность, обуславливаемая влиянием динамических помех. .. Цель изобретения - повьпиение точности измерения в результате уменьшения влияния динамической составляющей помехи. Поставленная цель достигается тем что в цифровой измеритель тензометри ческих весов, содержащий первый генератор, выход которого через тензодатчики связан с первым входом нульоргана, выход которого через блок ре верса подключен к управляющим входам счетчика, выходы которого через цифр аналбговый компенсатор связаны с вто рым входом нуль-органа, второй генератор, выход которого связан с входом .делителя частоты и одним из сигнальных входов коммутатора, .второй .сигнальный вход которого соединен с выходом делителя частоты, а выходы коммутатора соединены с входами первой схемы ИЛИ , выход которой соединен со счетным входом счетчика, допо нительно введены схема И , триггер. инвентор, амплитудный, детектор, фильтр нижних частот, двухполупериодный выпрямитель, дца ключа, операционный усилитель, частотный модулятор, и вторая схема ИЛИ , входы которой соединены с выходами старших разрядов счетчика, а выход второй схемы ИЛИ соединен с входом инвентора и одним из входов схемы И , второй выход которой связан с первым выходом блока реверса, а выход схемы И связан с единичным входом триггера , нулевой вход которого соединен -с выходом инвентора, единичный выход триггера соединен с первым управляющим входом коммутатора и управляющим входом первого ключа, а нулевой выход соединен с вторым управляющим входом коммутатора и управляющим входом второго,ключа, при этом выход нуль-органа через последовательно соединенные амплитудный детектор, фильтр нижних частот и двухполупериодный выпрямитель связан с сигнальными входами перв.ого и второго ключей, выходы : которых соединены соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входом операционного усилителя, выход . которого через модулятор -соединен с входом второго генератора. На фиг.1 показана функциональная схема цифрового Измерителя тензометрических весов; на фиг.2 - вид сигналов на выходе устройств, входящих, в его состав.; . На фиг..2 показано амплитудное значение измеряемого-напряжения тензодатчика (Цд), истинное значение амп- литуды сигнала (ЕО), амплитудное зна-чение напряжения цифро-аналогового компенсатора (U|), амплитуда динамической помехи (Uy), выходное напряжение фильтра нижних частот .(Uf), выходное напряжение операционного усилителя (Uo). . Цифровой измеритель тензометрических весов содержит первый генератор 1 тензодатчики 2, нуль-орган 3, блок реверса 4, счетчик 5,. цифро-аналого- . вый компенсатор 6, второй гелератор 7, частотный модулятор 8, делитель 9 частоты, коммутатор 10, первую схему ИЛИ 11, вторую схему ИЛИ. 12, триггер 13, инвентор 14, схему И 15, первый ключ 16, второй ключ 17, амплитудный детектор 18, фильтр 19 нижних частот, двухполупериодный выпрямитель 20 и операционный усилитель 21., Измеритель работает следующим, образом. Напряжение первого генератора I посредством тензодатчиков 2 преобраз ется в электрический сигяал U (фиг,2), подводимый к первому входу нуль-органа 3, который посредством блока реверса 4 устанавливает- счетчик 5 в режим Сложение, если выходное напряжение U цифро-аналогового компенсатора 6 меньше U Импульсы второго генератора 7, пройдя коммутатор 10 и первую схему ИЛИ II, поступают в счетчик 5, благодаря чем возрастает напряжение U, компенсирующее измеряемый сигнал. До заполнения старших разрядов счетчика 5 вторая схема ИЛИ 12 устанавливает триггер 13 посредством инвентора 14, в исходное состояние. При этом второй генератор 7 связывается коммутатором 10 с входом счетчика 5, минуя делитель частлты 9. Кроме того выхвдное напряжение нуль-органа 3, пройдя амплитудный детектор 18,фильтр нижних частот 19 и двухполупериодный выпрямитель 20, через первый ключ 16 подводится к неинвертирующему входу (+) операционного усилителя 21, выходное напряжение которого воздействует на частотный модулятор 8. Поэто му в исходном состоянии триггера 13 счетчик 5 заполняется быстро, причем тем быстрее, чем больше разность . Частотавторого генератора 7 подбирается стаким расчетом, чтобы от моментанаезда взвешиваемого объекта домомента компенсации сиг 1 58 нала () прошло примерно полпериода динамической помехи. (При взвешивании однотипных объектов, например вагонеток с шихтой, это возможно). В этом случае компенсация сигнала наступает на уровне, близком к истинному значению сигнала(момент t) С наступлением компенсации срабатьгоает блок реверса 4 и с помощью второй схемы ИЛИ 12 посредством схемы И 15 переводит триггер 13 в единичное состояние. В результате второй генератор 2 связывается со счётчиком 5 через делитель частоты 9, понижая быстродействие прибора. Кроме того, триггер I3 во взведенном состоянии { первым ключом 16 запирает цепь неинвертирующего входа (+) и вторым ключом 17 подводит выходное напряжение Оф фильтра нижних частот 19 к инвертирующему входу {-) операционного усилителя 2I. Поэтому, начиная с момента выходного напряжения Ue операционного усилителя 21, воздействуя на частотный модулятор 8, уменьшает частоту второго генератора 7. В результате, чем выше разность (n-uj тем меньше скорость изменения компенсирующего напряжения Uf-, т.е. помеха не отслеживается, что равносильно ее подавлению.. Предлагаемая конструкция цифрового измерителя тензометрических весов позволяет в 1,5 раза снизить погрешность измерения при упрощении констукции в целом по сравнению с известыми устройствами.

иг.1

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕНЗОМЕТРЙЧЕСКИХ ВЕСОВ, содержащий первый, генератор, выход которого через тензодатчики связан,с первым входом нуль-органа, выход которого через блок реверса подключен к управляющим входам счетчика, выходы которого через цифроаналоговый компенсатор свя-: эаны с в-торым входом нуль-органа, второй генератор, выход которого связан с входом делителя частоты и одним из сигнальных вхоДов коммутатора, второй сигнальный вход которого соединен с выходом делителя частоты, а выходы коммутатора соединены с входами первой схемы ИЛИ, выход которой соединен со счетным входом счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет уменьшения влияния динамической составляющей помехи, в его состав введены схема И, триггер, инвертор, амплитудный детектор, фильтр нижних частот,, двухполупериодный выпрямитель, два ключа, операционный усилитель, частотный модулятор и вторая схема ИЛИ, входы которой соединены с выходами старших разрядов счетчика, а выход второй схемы ИЛИ соединен с входом инвентора и одним из входов схемы И , второй вход которой связан с первым выходом блока реверса, а высл ход схемы И связан с единич п м входом триггера, нулевой вход которого соединен с выходом инвентора, единичный выход триггера соединен с первым уп- равляющим входом коммутатора и Управляющим входом первого ключа, а нулевой выход триггера соединен с вторым о управляющим входом коммутатора и уп4ii ,равляющим входом второго ключа, при сл ел этом выход нуль-органа через последовательно соединенные амплитудный де00 тектор, фильтр нижних частот и двухполупериодный выпрямитель связан с сигнальными входами первого и второго ключей, выходы которых соединены соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входом операционного -усилителя, выход которого через частотный модулятор соединен с входом второго генератора.