Силовой компенсатор весов Советский патент 1987 года по МПК G01G7/04 

CffUS.f

11303838

Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к весам с электромагнитной системой уравновешивания.

Цель изобретения - повьшюние точ- 5 ности измерения веса за счет уменьшения погрешности, связанной, с нагревом магнитной системы магнитоэлектрического преобразователя током силовой катушки.

фиг. 1 показана структурная схема силового компенсатора весов, на фиг. 2 - графики, поясняющие его работу.

В момент времени t ключ -4 закрыт.

о

и ток стабилизатора равен нулю: О, и по обмоткам протекает ток разряда конденсатора С, так что

- I

г или

Ol

ч

1г 0. Таким об- °г

разом, по обмотке q протекает ток, содержащий постоянную составляющую

т т t(

ig переменную 1д, причем

IQ- IQ Iq ° обмотке 8 за счет разделительного кондесатора С протекает только переменная составляющая °ка 1 Iq, и Ig 1д , которая при достаточно большой емкости С

Силовой компенсатор весов содержит -5 имеет вид практически прямоугольных магнитоэлектрический преобразователь импульсов тока. Равные переменные сос1, упругий элемент 2, конденсатор 3, первый 4 и второй 5 ключи, стабилизатор. 6 тока, датчик 7 перемещения, преобразователь 8 напряжения В дли- тельность импульсов, модулятор 9.Магнитоэлектрический преобразователь 1 имеет силовую катушку, которая выполтавляющие токов в обмотках создают переменные магнитные потоки, которые взаимно полностью компенсируются за счет бифилярных встречно включенных обмоток, в силу чего индуктивный характер сопротивления нагрузки стабилизатора тока исключается. Поэтому

нена из двух бифиллярных обмоток аи он работает практически на активную &. Начало обмотки а и коней, обмотки нагрузку, формируя прямоугольные имS соединены соответственно с выходами ключей 4 и 5, а между собой они соединены .через конденсатор 3.. Входы

пульсы тока Т-о.

lo

Ь

0.

При наличии только ключа 5 обмотка S подключена прямо к стабилизато- ключей 4 и 5 соединены с одним из вы- обмотка а подключена к водов стабилизатора 6 тока, другой вывод которого соединен с началом обмотки S и концом обмотки а . Модулятор 9 подключен к входу преобразователя

нему через конденсатор С. Ключ 5 закрыт в момент времени t , ток стабил затора равен нулю (1 0), и по обмоткам протекают токи разряда конден8 и предназначен для задания интерва- „ j,,

ла времени Т. Преобразователь 8 под- JJ L -г т,

моткам протекают токи разр

т

,, а

IQJ О.Б течение време 5-открыт, и ток стабилиза

ключен к выходу датчика 7 перемещения и предназначен для преобразования входного напряжения в импульс длительностью t, и tj, которые управляют ключами 4 и 5.

Силовой компенсатор весов работает следующим образом.

Измеряемое усилие Ру уравновешивается усилием FX преобразователя 1.Некомпенсация uF Pj( - Fj4 преобразуется упругим элементом 2 в перемещение ix , затем в напряжение ди и пропорциональную длительность & t t, - t.

Для анализа работы компенсатора рассмотрим раздельно работу его сначала при наличии только ключа 4, затем только ключа 5. Ключ 4 в момент

ка в обмотках

1х

времени t, открыт, ток Т стабилиза- среднее значение компенсирующего то- тора 6 тока протекает по обмотке а (ток IQ на фиг. 2), и через разделительный конденсатор С - по обмотке 5 (ток Ig; ) , так что 1д + Ig Ig .

строго пропорционально разности длительностей лt t, - с, а эффективВ момент времени t ключ -4 закрыт.

о

и ток стабилизатора равен нулю: О, и по обмоткам протекает ток разряда конденсатора С, так что

- I

г или

Ol

ч

1г 0. Таким об- °г

разом, по обмотке q протекает ток, содержащий постоянную составляющую

т т t(

ig переменную 1д, причем

IQ- IQ Iq ° обмотке 8 за счет разделительного кондесатора С протекает только переменная составляющая °ка 1 Iq, и Ig 1д , которая при достаточно большой емкости С

тавляющие токов в обмотках создают переменные магнитные потоки, которые взаимно полностью компенсируются за счет бифилярных встречно включенных обмоток, в силу чего индуктивный характер сопротивления нагрузки стабилизатора тока исключается. Поэтому

пульсы тока Т-о.

lo

Ь

0.

При наличии только ключа 5 обмотка S подключена прямо к стабилизато- обмотка а подключена к

нему через конденсатор С. Ключ 5 закрыт в момент времени t , ток стабилизатора равен нулю (1 0), и по обПри наличии только ключа 5 обмотка S подключена прямо к стабилизато- обмотка а подключена к

„ j,,

L -г т,

моткам протекают токи разряда конден т -г /

,, а, или Ig i

IQJ О.Б течение времени t ключ 5-открыт, и ток стабилизатора имеет

номинальное значение 1.. По обмотке

гт N

о протекает ток Lj , содержащий постоянную и переменную составляющие

.

+ Гс

По обмотке о протекает только переменная составляющая

тт I -г -г к-г

.1.. 1„ , причем Ij + Irt- 1л

-а

Of,

Переменные составляющие токов в об- 5 мотках равны 1 1, и магнитные потоки их, как и в предыдущем случае, взаимно компенсируются, исключая индуктивный характер обмоток, а среднее значение тока в обмотке S равно

0 S lo4/T.

При совместной работе обоих ключей стабилизатора тока непрерывно работает на одну и ту же практически активную нагрузку обмоток, при этом

ка в обмотках

1х

среднее значение компенсирующег

среднее значение компенсирующего то-

строго пропорционально разности длительностей лt t, - с, а эффектив31.3

ное значение тока стабилизатора в катушке равно 1-50) ID - всем диапазоне взвешивания. Поэтому электрическая мощность, вьщеляемая обмотками в зазоре магнитной системы, постоянна, Р l RK г Де R RK, R -сопротивление обмоток, и независима от измеряемой величины.

Формула изобретения

Силовой компенсатор весов, содержащий связанный с упругим элементом весов датчик перемещения, подключенный к одному из входов преобразователя напряжения в длительность импульсов, к другому входу которого подключен модулятор, а к выходу - управляющий вход первого ключа, магнитоэлектрический преобразователь с магнитной

.-

Редактор Э.Слиган

Составитель В.Ширшов

Техред Л.Сердюкова Корректор К.Пожо

Заказ 1296/40 Тираж 694Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

038

5 О

15

384

системой и силовой катушкой и стаби- лизатор тока, отличающий- с я тем, что, с целью повыщения точности измерения, в него введены второй ключ и конденсатор, а силовая катушка выполнена с двумя бифилярными обмотками, причем начало одной бифи- лярной обмотки соединено с одним выводом конденсатора и выходом первого ключа, конец второй обмотки соединен с другим выводом конденсатора и выходом второго ключа, управляющий вход которого соединен с управляющим входом первого ключа, один вывод стабилизатора тока подключен к входу первого и второго ключей, а другой вывод - к соединенным между собой концом первой и началом второй бифиляр- ных обмоток силовой катушки.

f7Uff.Z

Изобретение относится к весам с электромагнитной системой уравновешивания. Цель изобретения - повышение точности измерения массы за счет уменьшения погрешности, связанной с нагревом магнитной системы магнитоэлектрического преобразователя (МП) 1 током силовой катушки. При совместной работе ключей 4 и 5 стабилизатор 6 тока непрерывно работает на одну и ту же активную нагрузку обмоток МП,1. Измеряемое усилие уравновешивается МП 1. Некомпенсация преобразуется уп- ругим элементом 2 в напряжение и пропорциональную длительность &t. Среднее значение компенсирующего тока в обмотках МП 1 строго пропорционально разности длительностей ut, а эффективное значение тока стабилизатора 6 тока в катушке равно номинальному значению тока во всем диапазоне взвешивания. Поэтому электрическая мощность, выделяемая обмотками, в зазоре магнитной системы постоянна. 2 ил. i (Л