Устройство для измерения веса Советский патент 1986 года по МПК G01G9/00 G01G3/142 

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано при взвешивании грузов в динамических условиях, например на судах.

Цель изобретения - повышение точности измерения в условиях воздействия динамических помех путем уменьшения весовых значений входного сигнала.на краях интервалов интегрирования в аналого-цифровом преобразователе (АЦП).

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит тензодатчик 1, источник 2 опорного напряжения, масштаб- ный усилитель 3, резистор 4 опорного напряжения, ключ 5 опорного напряжения, блок 6 весовых резисторов, блок 7 весовых ключей, интегратор 8 нуль-орган 9, преобразователь 10 кода, элемент ИЛИ 11, уп- равляюш,ий счетчик 12, дешифратор 13, элемент 14 задержки, формирователь 15, генератор 16 синхроимпульсов, элемент И 17, и информационный счетчик 18.

Устройство работает по известному алгоритму АЦП двойного интегрирования. Рабочий цикл устройства разбит на три временных интервала, очередность следования которых определяется управляюшим счетчиком 12. В начале первого интервала времени счетчик 12, который выполнен как делитель на 3, находится в состоянии «О. На вход информационного счетчика 18, который был сброшен в «О в конце предыдущего цикла, начинают поступать импульсы от генератора синхроимпульсов 16 через элемент И 17. При этом на выходе «О дешифратора 13 присутствует потенциал, разрешающий прохождение параллельного кода с выхода информационного счетчика 18 на вход преобразователя кода 10. Последний управляет работой блока 7 весовых ключей таким образом, что суммарная проводимость цепи, соединяющей выход масштабного усилителя 3 и вход интегратора 8, изменяется во времени по определенной весовой функции G(/). Эта функция должна уменьшать веса значений входного сигнала на краях интервала интегрирования, поэтому она может представлять собой ступенчатую пирамиду. Напряжение разбаланса тензо- датчика 1, усиленное масштабным усилителем 3, через весовые резисторы блока 6 и весовые ключи блока 7 поступает на вход интегратора 8, в котором интегрируется в течение первого интервала времени. В конце первого интервала времени, длительность которого определяется объемом информационного счетчика 18 и частотой синхроимпульсов генератора 16, импульсом переполнения счетчика 18 через элемент ИЛИ 11 управляющий счетчик 12 переводится в состояние «1. При этом в конце первого интервала времени на выходе интегратора 8 формируется напряжение

и, ,(f}G(t)dt,

где i/o - напряжение опорного источника 2 напряжения;

Ктл, К у

Ки - коэффициенты передачи тензодат- чика 1, усилителя 3 и интегратора 8J

P(t)-сила веса, наложенного на тензодатчик 1 груза.

В начале второго интервала времени на выходе «1 дешифратора 13 появляется разрешающий потенциал, открывающий ключ 5. Опорное напряжение, противоположное полярности усиленного напряжения разбаланса тензодатчика 1, с выхода источника 2 поступает на вход интегратора, разряжая последний до нуля. Одновременно импульсы с выхода генератора 16 через элемент И 17 поступают на вход счетчика 18. При достижении выходного напряжения интегратора 8 нулевого значения нуль-орган 9 через элемент ИЛИ 11 переводит счетчик 12 в состояние «2. За второй интервал времени р

U2 UoGoKudt UoGoKaT2,

о где GO - проводимость резистора 4;

- длительность второго интервала

времени. Учитывая, что (/1 2, а также ,

1Г

получают

TI

N (t))dt,

5

0

где Л - число в счетчике 18 в конце второ- 0го интервала времени;

G () J частота синхроимпульсов генера ° тора 16;

ff - весовая проводимость в относительных единицах.

Раскрывая значение под интегралом, получают

N Kr.KyV(P)2,

где V(P) P(t)G ( -среднеинтег- ° оральное значение подынтегральной функции;

п -разрядность счетчика 18.

В начале третьего интервала времени на 5 выходе «2 дешифратора 13 появляется потенциал, разрешающий вывод информации со счетчика 18 и одновременно запрещающий прохождение синхроимпульса через элемент И 17, т. е. на этом интервале счетчик 18 хранит полученную в конце второго 0 интервала информацию. Через некоторое время, необходимое для операции вывода информации, элемент задержки 14 через формирователь 15 сбрасывает в «О счетчик 18, а через элемент ИЛИ 11 переводит счетчик 12 в нулевое состояние. На этом цикл из- 5 мерения устройства заканчивается.

Таким образом, предложенное устройство благодаря обработке сигнала по методу весовых функций обладает повышенной помехоустойчивостью. Устройство позволяет

реализовать обработку сигнала лобовой весовой функцией. При этом быстродействие устройства не снижается.

Формула изобретения

Устройство для измерения веса, содержащее тензодатчик, источник опорного напряжения масштабный усилитель, резистор и ключ опорного напряжения, интегратор, нуль-орган, элемент ИЛИ, управляющий счетчик, дешифратор, элемент задержки, формирователь, генератор синхроимпульсов, элемент И и информационный счетчик, причем вход масштабного усилителя соединен с выходом тензодатчика, вход которого подключен к источнику опорного напряжения, связанному через последовательно соединенные резистор и ключ опорного напряжения с входом интегратора, выход которого через нуль-орган подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу управляющего счетчика, выходы которого соединены с входами де шифратора, связанного первым выходом с управляющим входом ключа опорного напряжения, а-вторым выходом соединенного через элемент задержки и формирователь с

вторым входом элемента ИЛИ и входом сброса информационного счетчика, выход переполнения которого подключен к треть- ему входу элемента ИЛИ, выход генератора синхроимпульсов подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен со счетным входом информационного счетчика, а второй инверсный вход элемента И подключен к второму выходу дешифратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения в условиях воздействия динамических помех, в него введены преобразователь кода, информационные входы которого подключены к выходам информационного счетчика, блок весовых резисторов, в котором первые выводы всех резисторов запараллельны и подключены к выходу масштабного усилителя, и блок весовых ключей, выходы которых соединены параллельно и подключены к входу интегратора, а вход каждого весового ключа соединен с вторым выводом соответствующего резистора блока весовых резисторов, причем нулевой выход дешифратора соединен с разрешающим входом преобразователя кода, каждый выход которого связан с управляющим входом соответствующего ключа блока весовых ключей.

Изобретение может использоваться при взвешивании грузов в динамических условиях. Цель изобретения - повышение точности измерения в условиях воздействия динамических помех. Устройство содержит тен- зодатчик 1, источник 2 опорного напряжения, масштабный усилитель 3, резистор 4 опорного напряжения, ключ 5 опорного напряжения, блок 6 весовых резисторов, блок 7 весовых ключей, интегратор 8, нуль-орган 9, преобразователь 10 кода, элемент ИЛИ 11, управляюш.ий счетчик 12, дешифратор 13, элемент задержки 14, формирователь 15, генератор 16 синхроимпульсов, элемент И 17 и информационный счетчик 18. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет уменьшить весовые значения входного сигнала на краях интервалов интегрирования. 1 ил. гна i (Л с 4 4 4 СО О5