Весоизмерительное устройство Советский патент 1986 года по МПК G01G3/142 

достижении нулевого уровня нуль-орган 8 через схему ИЛИ 9 переводит счетчик 10 во второе состояние.В реверсивном счетчике 22 будет находиться число, пропорциональное весу, груИзобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано при взвешивании штучных грузов, например, в фасовочных или разбраковочных автоматах.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Предлагаемое устройство полностью компенсирует аддитивную погрешность возникающую при взвешивании грузов, не требуя вмешательства оператора. Благодаря тому, что процесс компенсации происходит за один цикл измерения, устройство обладает высоким быстродействием, время измерения 0,5 с.

Hia чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит силоизмери- тельный тензодатчик 1, источник 2 питания, масштабный усилитель 3, усилитель 4 переменного напряжения,первый ключ 5, второй ключ б, интегратор 7, нуль-орган 8, схему ИЛИ 9, первый счетчик 10, второй счетчик 11 дешифратор 12, элемент 13 задержки, генератор 14 синхроимпульсов, третий формирователь 15, первый формирователь 16, второй формирователь 17 четвертую схему И 18, первую схему И 19, вторую схему И 20, третью схему И 21, реверсивный счетчик 22,первый регистр 23, второй регистр 24, схему 25 равенства кодов, схему 26 равенства нулю, первый RS-триггер 27, второй RS-триггер 28, первую 29 и вторую 30 схемы совпадения с инверсными входами.

Выход тензодатчика 1 через масштабный усилитель 3 и первьй ключ 5 подключен к входу интегратора 7, к которому подключен и выход второго 6 ключа, вход которого соединен с выходом источника 2 питания. Выход интегратора 7 через нуль-орган 8 подза. Устройство не зависит от аддитивных погрешностей. Дано описание работы в случае,когда вес груза больше наименьшего предела взвешивания,и при сбоях в работе устройства. 1 ил.

ключен к первому входу схемы ИЛИ 9, выход которой соединен со счетным входом первого счетчика 10. Выходь: первого счетчика IО подключены к входам дешифратора 12, нулевой выход которого подключен к управляюш;ему входу первого ключа 5, первый выход соединен с управляющим, входом второго ключа 6, второй выход через элемент 13 задержки и первый формирователь 16 соединен с вторым входом схемы ИЛИ 9 и R-входом реверсивного счетчика 22, выход старшего разряда которого подключен к третьему входу

схемы ИЯИ 9. Генератор 14 подключен к первому входу первой схемы И 19, выход которой соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 22, суммирующий вход которого подключен к

выходу первой схемы 29 совпадения. Инверсный вход последней соединен с вторым выходом дешифратора 12, а прямой вход подключен к генератору 14 синхроимпульсов,

К-входов первого регистра 23 под- ключены к младшим разрядам реверсивного счетчика 22, R-вход второго счетчика 11 соединен с выходом первого формирователя 16, а счетный

вход подключен к выходу схемы И 19. Выходы второго счетчика 11 соединены с К-первым входами схемы 25 равенства кодов, К-вторые входы которой подключены к К-выходам первого регистра 23. Вькод схемы 25 равенства кодов соединен с R-входом первого триггера 27 и через второй формирователь 17 соединен с С-вхо- дом второго регистра 24, п входов

которого соединены с п разрядами реверсивного счетчика 22, причем прямой выход первого триггера 27 подключается к второму входу первой схемы И 19, L старших разрядов реверсивного счетчика 22 соединены с

. 3

L входами схемы 26 равенства нулю, выход которой подключен к инверсному входу второй схемы 30 совладения и к одному входу второй схемы И 20, причем вторые входы этих схем подключены к второму выходу дешифратора 12, Выход второй схемы И 20 соединен с R-входом второго регистра 24, а выход второй схемы 30 совпадения - с S-входом первого триггера 27. Выход масштабного усилителя 3 через усилитель 4 переменного напряжения и третий формирователь 15 подключен к первому входу четвертой схемы И 18, второй вход которой соединен с нулевым выходом дешифратора 12, Выход четвертой схемы И 18 подключен к R-входу второго триггера 28, прямой выход которого подключен к первому входу третьей схемы И 18, второй вход которой соединен с выходом второй схемы И 20, а выход соединен с С-входом первого регистра 23,

Рабочий цикл устройства разбит на три интервала,

. Допустим, что счетчик 10, который выполнен как счетчик на 3, находится в состоянии О, Тогда на выходе О дешифратора 12 появляется, разрешающий потенциал, который открывает ключ 5, Сигнал разбаланса тен зодатчика 1, пропорциональный весу находящегося на нем груза, усиливается масштабным усилителем 3 и через открытый ключ 5 поступает на вход интегратора 7, Одновременно синхроимпульсы с генератора 14 через схему 29 совпадения поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 22, который при его переполнении через схему ИЛИ 9 переводит счетчик 10 в состояние 1, При этом заканчивается первый интервал времени и начинается второй, в течение которого через открытый ключ 6 на вход интегратора 7 поступает напряжение источника питания, которое разряжает интегратор 7, когда напряжение на выходе интегратора 7 достигнет нулевого . уровня, нуль-орган 8 через схему ИЛИ 9 переведет счетчик 10 в состояние 2,

Таким образом, на первом и втором интервале времени устройство работает по известному принципу аналого-цифрового преобразования двойного интегрирования. При этом в конце

255866

второго интервала времени в реверсивном счетчике 22 будет находиться число NP, пропорциональное весу груза

Р, т,е.

NP

д-K.v

К.. +U

где К

ТА

К.

К - коэффициенты передачи тензодатчика, масштабного усилителя и интегратора;

&- аддитивная погрешность.

Большинство весовых тензометри- ческих устройств имеют следуюпще соотношения наименьшего предела взвешивания N,, и максимальной аддитивН МРр

ной погрешности

N л Ц.

(3-5)

Выберем такое число N , которое бы удовлетворяло следующим условиям

25

2А.«х Ь«п N аN..

где а - основание применяемой сйс30

К - целое положительное число.

Предположим, что груз на тензодат- чике 1 отсутствует и аддитивная погрешность равна О, Тогда устройство

настраивают таким образом (например, путем подачи напряжения смещения в масштабный усилитель 8), чтобы в конце второго интервала времени число в реверсивном счетчике 22 было N

N„/2. При этом в старших I разрядах п-разрядного реверсивного счетчика 22 находятся нули, а в К младших разрядах (п f + К) значение числа , Тогда на выходе схемы 26 равенства нулю, на входы которой подключены Е старших разрядов реверсивного счетчика 22, формируется 1, При этом через схему И 20 в начале третьего интервала времени

сбрасьшается в О регистр 24, а через схему И 21 (триггер 28 установлен в 1 в конце предыдущего цикла измерения) поступает разрешающий потенциал з аписи информации, находящейся в К младших разрядах реверсивного счетчика 22, в регистр 23, В конце третьего интервала времени, длительность которого определяется эле

s -:

ментом 13 задержки, через формирователь 6 сбросятся в О реверсивный счетчик 22 и счетчик 11, установится в 1 триггер 28, а через схему ИЛИ 9 счетчик 0 переводится в состояние О, Таким образом, если на тензодатчике груз отсутствует, или его величина настолько мала, что число Nр N, т.е. при NP N + U , то число на выходе устройства (содержание регистра 24) N 0.

Предположим, что на тензодатчик установлен груз, больший наименьшего предела взвешивания, т.е. . Тогда в начале третьего интервала времени число в старших 1-разрядах реверсивного счетчика 22 не равно О, Поэтому на выходе схемы 26 равенства нулю - О и через схем-у совпадения 30 триггер устанавливается в При этом через схему И 19 синхроимпульсы генератора 14 поступают на вы читающий вход реверсивного счетчика 22 и на счетный вход счетчика 11, Содержание счетчика 11 N непрерьгоно сравнивается с числом, записанным в регистре 23 при разгруженном тензодатчике (T.e.cN +U ), При Nj( N + U срабатывает схема 25 равенства кодов, сбрасывая триггер 27 в О, и тем самым прекращает подачу импульсов коррекции на реверсивный счетчик 22. При этом в реверсивном счетчике 22 будет число

N.. Np -t- К„ - KV РК,А-К„,К ±4 -f N, - (N ±Л ) ,-К, N.

Формирователь 17 формирует импульс записи, при котором число N перепи- сьтается из реверсивного счетчика 22 в регистр 24.

Таким образом, числовое знач,ение веса груза N на выходе устройства не зависит от аддитивных погрешностей, возникающих в устройстве в процессе его работы.

Так как груз на тензодатчик может быть наложен в любое время, т.е. в любой момент первого интервала времени, при котором интегрируется усиленный выходной сигнал тензодатчика 1, то может возникнуть ситуация,при которой NP N при Р Р„„пд , т.е. в регистр 23 может быть занесено ложное значение аддитивной погрешности, что вызьгаает дополнительную погрешность в дальнейших измерениях.

20

25

558666

Лля предотвраще 1ия таких сбоев выход масштабного усилителя 3 под1 лючен через усилитель 4 переменного напряжения к формирователю 15, который г при быстрых изменениях выходного напряжения тензодатчика 1 формирует прямоугольные импульсы. При этом если груз накладывается на тензодатчик в первом интервале времени, то 10 через схему И 18 сбрасывается триггер. 28, запрещая тем самым ввод кода ложного Значения аддитивной погрешности в регистр 23.

Формула изобретения t5

Весоизмерительное устройство, содержащее интегратор, вход которого через масштабньй усилитель и первый ключ соединен с силоизмерительным тензодатчиком и через второй ключ - с источником питания, подключенным к силоизмерительному тензодатчику, а через нуль-орган соединен с первым входом схемы ИЛИ, выход которой соединен с входом первого счетчика, выходами подключенного к дешифратору, нулевой и первый выходы кото- рого соединены соответственно с уп- равляющимк входами первого и второго, ключей, а второй выход соединен с инверсным входом первой схемы совпадения и через элемент задержки и первый формирователь - с вторым входом схемы ИЛИ и входом сброса ревер5 сивного счетчика, выход старшего

разряда которого соединен с третьим входом схемы ИЛИ, и генератор синхроимпульсов, подключенный к прямому входу первой схемы совпадения и пер0 вому входу первой схемы И, выходы которых подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика, о т л и - чающееся тем, что, с целью

5 повышения быстродействия, в него

введены первьгй регистр, информационные входы которого соединены с выходами младших разрядов реверсивного счетчика, второй регистр, ин0 формационные входы которого соединены с выходами всех разрядов реверсивного счетчика, схема равенства нулю, входы которой подключены к выходам старших разрядов реверсивного

5 счетчика, второй счетчик, счетный

вход которого соединен с.выходом первой схемы И, а вход сброса - с выходом первого формирователя, схема ра0

712558668

венства кодов, группы входов которой ходом второй схемы И и R-входом вто- соединены соответственно с выходами рого регистра, а вькод - с С-входом первого регистра и второго счетчика, первого регистра, второй формирова- вторая схема совпадения и вторая тель, вход которого соединен с вьгхо- схема И, первые входы которых соеди- дом схемы равенства кодов, а выход - нены с вторым выходом дешифратора, с С-входом второго регистра, усили- а вторые входы - с выходом схемы ра- тель переменного напряжения, входом венства нулю, первый RS-триггер, S- соединенный с выходом масштабного вход которого подключен к выходу ВТО- усилителя, третий формирователь,вхо- рой схемы совпадения, R-вход - к вы- ю дом подключенный к выходу усилителя ходу схемы равенства кодов, а выход - переменного напряжения, и четвертая к второму входу первой схемы И, вто- схема И, первый вход которой соеди- рой RS-триггер, S-вход которого нен с выходом третьего формировате- соединен с входом сброса второго ля , второй вход - с нулевым вы- счетчика, третья схема И, первый is ходом дешифратора , а выход вход которой соединен с выходом вто- - с R - входом второго тригге- рого триггера, второй вход - с вы- ра.

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано в фасовочных или разбраковочных автоматах. Цель изобретения - повышение быстродействия.Если счетчик 10 находится в состоянии О, то на выходе О дешифратора 12 появляется разрешающий потенциал, открывающий ключ 5. Сигнал разбаланса тензодатчика I, пропорциональный весу находящегося на нем груза, усиливается масштабным усилителем 3 и через открытый ключ 5 поступает на вход интегратора 7. Одновременно синхроимпульсы с генератора 14 через схему 29 совпадения поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 22, который при его переполнении через схему ИЛИ 9 переводит счетчик 10 в первоначальное состояние.Через открытый ключ 6 на вход интегратора 7 поступает напряжение источника питания, разряжающее интегратор, и по 9 (Л ю СП сд 00 О) Од