Весоизмерительное устройство Советский патент 1986 года по МПК G01G3/16 

Изобретение относится к весоизмеительной технике и может быть исполь, - зовано для прецизионного измерения еса различных грузов при необходиости с компенсацией веса тары,

, Цель изобретения - расширение ункциональных возможностей устройтва за счет обеспечения ступенчатой плавной подстройки выходного сигнала.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

На немагнитном корпусе 1, установленном на основании 2, размещена нагрузочная платформа 3, служащая для размещения массы измеряемого объекта.

Нагрузочная платформа 3 кинематически (за счет например, шарнира внутреннего трения, основанном на разности жесткости) связана с сило- чувствительным кварцевым резонатором 4, жесткость которого существенно вьше (на три с лишним порядка) жесткости материала корпуса.

На первой главной грани 5 сило- чувствительного кварцевого резонатора 4 укреплена ступенчатая по толщине пленка 6, являющаяся метал- лическим электродом.

У второй главной грани 7 сило- чувствительного кварцевого резонатора 4 размещен второй металлический электрод - ведомый магнитный ползун 8 с углублениями 9, соответ- ст вующими углублениями 10, выпол- ненным на внутренней части корпуса 1 .

В соответствующих углублениях 9 и 10 размещены фиксаторы 11, выполненные в виде сферических элементов.

Ведомый магнитный ползун 8 через стенку немагнитного корпуса 1 посредством магнитного силового поля связан с ведущим подпружиненньм магнитным ползуном 12 с обмоткой 13, который в свою очередь,кинематически связан с микроперемещателем 14, имеющим шкалу 15 и шток 16 с метками для отсчета его положения,а следовательно и положения ведомого магнитного ползуна 8 (второго возбуждающего электрода).

Ведущий подпружиненный магнитный ползун 12 кинематически связан пружиной 17 с упором 18.

Микроперемещатель 14 посредством нарезной муфты 19 установлен на

5

немагнитном корпусе и с помощью сферического элемента 20 кинематически связан с ведущим подпружиненным магнитным ползуном 12.

Ведомый магнитный ползун 8 электрически связан с общим проводом пpoвoдн кoм 21.

Первый электрод-ступенчатая по толщине пленка 6 подключена к электронному возбудителю 22, выход которого подключен к цифровому индикатору 23.

Вход электронного возбудителя 22 соединен с входом контура 24 плавной настройки, выход которого подсоединен к второму входу электронного возбудителя 22.

Регулятор 25 питания подключен к обмотке ведущего подпружиненного магнитного ползуна 12.

Локализованная зона 26 пьезоэлектрических колебаний заключена между средней частью первого возбуждающего электрода (пленкой ступенчатой толщины 6) и вторым возбуждающим электродом (ведомым магнитным ползуном 8) .

При этом 00 - направление местной вертикали; Р - вектор силы, 0 возникающей от действия измеряемой массы объекта.

Работа устройства основана на : использовании прямого и обратного пьезоэлектрических эффектов, сило- частотном эффекте, массочастотном эффекте и эффекте перемещения лока- лизованной зоны пьезоэлектрических колебаний.

0

5

5

В исходном положении устройство устанавливается на основании 2 таким образом, что вектор, возникающий от действия массы измеряемого объекта Р совпадает с направлением местной вертикали 00

От блока питания (не показан) подается электропитание на все электронные блоки (электронный возбудитель 22, цифровой индикатор 23 и регулятор 25).

В локализованной зоне 26 посредством электронного возбудителя 22 возбуждается толщинно-сдвиговые колебания, частота которых равна частоте исходного значения fo и приросту частоты от массы нагрузочной платформы 3 (от действия тарной нагрузки) :

f йен. fo л f ,

где f((;x - значение частоты пьезоэлектрических колебаний с учетом массы нагрузочной платформы 3;

f o - частота пьезоэлектрических- колебаний ненагруженного сило- чувствительного кварцевого резонатора;

Af - прирост частоты пьезоэлектрических колебаний, обусловленный влияьием нагрузочной платформы.

Для компенсации влияния тарной нагрузки перемещают локализов анную зону 26 вниз,для чего с помощью микроперемещателя 14 посредством вращения подвижной части (штока 16) перемещают ведущий подпружиненный магнитный ползун 12 вниз, что благодаря наличию магнитного силового поля вызывает перемещение вниз ведомого магнитного ползуна 8.

Для облегчения перемещения ведомого магнитного ползуна 8 из фиксированного положения повьшения магнитоперемещающего усилия от регулятора 25 на обмотку 13 ведомого подпружиненного магнитного ползуна 12 подают электрический сигнал переменного тока.Это вызывает колебательное движение ведомого магнитного ползуна 8, что облегчает его переход на следующий фиксированньй шаг.. .

После перехода на один фиксированый шаг масса ступенчатой по толщине пленки в локализованной зоне 26 становится больше, а частота Ецсх ниже, что проверяют по цифровому индикатору 23. Если величина исходного положения ксх точно аана частоте ненагруженного силочувст- вительного кварцевого резонатора й,то на зтЬм операция компенсации тары заканчивается.

Если после перехода на один шаг частота точно не соответствует

0

j

Q

s

нулевой частоте fо,то посредством подстройки с помощью контура 24 плавной настройки, например, вращением переменного конденсатора (не показан) устраняют разницу в указанных частотах.

Если не хватает при подстройке контура 24 плавной настройки,то указанным способом перемещают ведомый магнитный ползун еще на один фиксированный шаг и подстраивают затем точно с помощью контура 24 плавной настройки. После выполнения указанной операции по компенсации тарной нагрузки имеется возможность измерения массы объекта, для чего его помещают на нагрузочную платформу 3.

В силу действия силочастотного эффекта масса измеряемого объекта вы- . зывает пропорциональное изменение частоты пьезоэлектрических колебаний (повышение частоты), что индицируется на табло цифрового индикатора 23 в единицах массы.

После проведения измерения объект снимают с нагрузочной платформы и проверяют значение исходного положе- ния По показаниям цифрового индикатора 23.

Устройство снова готово к проведению следующего измерения.

Предлагаемое устройство обеспечивает возможность как снижения частоты начального сигнала, так и его повьш1ения, что требуется например, при временном или температурном изменении частоты исходного положения.

Для компенсации ухода частоты в этом случае описанные операции про- делывают аналогичным образом, но перемещение магнитосвязанных ползунов 8 и 12 производят в обратном направлении (т.е.вверх).

23

/////

/«

Составитель В.Ширшов Редактор И.Николайчук Техред Т.Дубинчак Корректор

I |-- l™ J J 1 -- I - - - .т .в ««ввв.™«в - «

Заказ 8698/42 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035,Москва,Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4