Тензометрические весы Советский патент 1987 года по МПК G01G23/36 

Изобретение относится к весоиэмерительной технике.

Цель изобретения - повьпиение точности.

На чертеже показана структурна схема тензометрических весов.

Тензометрические весы содержат резистивкый мостовой тензодатчик 1, источник 2 постоянного напряжения, подключенный к одной из диагоналей моста тензодатчика 1, первый и второй повторители 3 и 4, входы которых подключены к другой диагонали тензодатчика 1, и аналого-цифровой преобразователь, содержапшй нуль-орган 5 с усилителем 6 переменного тока и реверсивный счетчик 7, выходы которого через первый 8 и второй 9 каскад- но соединенные инверторы связаны с ключами 10, каждый из которых выполнен в виде первого 11 и второго 12 транзисторов, эмиттеры которых объединены и подключены к входам квантователя 13, а базы соединены соответственно с выходами инверторов.

Выходы первого 3 и второго А повторителей подключены соответственно к первым входам аналоговых сумматоров 14 и 15, вторые входы которых подключены соответственно к выходам квантователя 13 и первого потенциометра 16, запитанного от источника 2 совместно с вторым потенциометром 17 и делителем 18 напряжения, выходы которых через третий 19 и четвертый

20повторители связаны с коллекторами соответственно первого 11 и второго 12 транзисторов, а выходы аналоговых сумматоров 14 и 15 через пятый

21и шестой 22 повторители связаны

с входами нуль-органа 5, выполненного в виде трансформатора, разноименные выводы первичной обмотки 23 которого подключены к выходам соответственно пятого 21 и шестого 22 повторителей, входы питания которых соединены с выходом усилителя 24 постоянного тока, а вторичная обмотка 25 через усилитель 6 переменного тока связана с D-входом триггера 26, выход которого соединен с входом реверсирования счетчика 7, причем каскад- но соединены первый генератор 27, схема И 28 и третий инвертор 29, вхо и выход которого соединены соответ- ственно с входом С синхронизации триггера 26 и счетным входом счетчика 7 , а выход дополнительного гене

ратора 30 подключен к входу усилителя 24 постоянного тока и второму входу схемы И 28.

Триггер 26, схема И 28, инвертор 29 и генератор 30 обеспечивают счет nNmynbcoB и реверсированние счета с разносом во времени для исключения сбоев счетчика 7, а также только в моменты подачи напряжения питания на повторители 21 и 22.

Тензометрические весы работают следующим образом.

В отсутствие взвешиваемого объекта мост тензодатчика 1 практически сбалансирован, из-за чего выходные напряжения повторителей 3 и 4 близки.

Начальный разбаланс тензодатчика 1, обусловленный, например, действием тары весов, компенсируется посредством потенциометра 16.

В исходном (нулевом) состоянии счетчика 7 выходные напряжения его цифровых выходов должны быть единичными, при этом в ключах 10 транзисторы 11 заперты, а транзисторы 12 отперты и пропускают ко всем входам квантователя 13 выходное напряжение повторителя 20, которое посредством делителя 18 подбирается равным половинному напряжению источника питания.

Поскольку под таким напряжением в режиме баланса моста тензодатчика 1 находятся входы и выходы повторителей 3 и 4, то выходные напряжения сумматоров 14 и 15 равновелики.

Нулевые показания счетчика 7 в отсутствие взвешиваемого объекта обеспечиваются следующим образом.

С каждым импульсом генератора 30 усилитель 24 постоянного тока подает напряжение питания на повторители 21 и 22, одновременно посредством схемы И 28 подавая импульсы от генератора 27 на вход С триггера 26 и через инвертор 29 - на счетный вход счетчи

50

55

ка 7.

Так как выходные напряжения сумматоров 14 и 15 равны, выходы повторителей 21 и 22 эквипотенциальны, из- за чего ток в первичной обмотке 23 трансформатора не протекает. Следовательно, выходное напряжение вторичной обмотки равно нулю, благодаря чему на выходе усилителя переменного тока 6 действует напряжение логического нуля.

Триггер 26 устанавливается в нулевое положение, обеспечивающее режим Сложение счетчика 7.

С первым же импульсом, поступившим в счетчик 7 посредством инверторов 8 и 9, транзистор 11 отопрется, а транзистор 12 закроется, обеспечив тем самым подачу на вход квантователя 13 напряжения более высокого уров- ю ванное действием нагрузки.

ня, так как выходное напряжение повторителя 19 должно быть выше повторителя 20, что обеспечивается посредством потенциометра 17, определяющего масштаб шкалы.

Напряжение на выходе сумматора 14 увеличивается, а на выходе сумматора 15 останется неизменным. Такое же соотношение напряжений будет на выходах повторителей 21 и 22 в моменты подачи на их входы питания напряжения от усилителя 24 постоянного тока

В указанные моменты через первичную обмотку 23 протекает ток в направлении от повторителя 22 к повторителю 21, в результате чего во вторичной обмотке 25 возникает импульсное напряжение с полярностью, обеспечивающей единичное напряжение на D-входе триггера 26. Последний еди-- ничным перепадом по входу С переводится в единичное состояние, переводя тем самым счетчик 7 в режим Вычитание. Спустя полпериода напряжения генератора 27 единичный перепад возникнет на выходе инвертора 29, вычтя единицу из числа, записанного в счетчик 7, возвратив его в нулевое состояние.

Так отслеживается нулевая нагрузка на тензодатчик 1, т.е. показания счетчика равнь; нулю, если первый разряд не индицировать.

При воздействии нагрузки на тензодатчик 1 происходит ее измерение еле- третий, четвертый, пятый и шестой дующим образом.повторители, усилитель постоянного

тока

Под действием нагрузки мост тензо- датчика 1 разбалансируется так, что напряжение на входе повторителя 4 уменьшится, обеспечивая уменьшение выходного напряжения сумматора 14, что приведет в результате к протеканию тока в первичной обмотке 23 в направлении от повторителя 21 к повторителю 22, из-за чего D-вход триггера 26 окажется под напряжением логического нуля.

Импульсы, поступающие с выхода схемы И 28 по входу С удерживают

50

55

триггер, дополнительный гене ратор, схема И и третий инвертор, нуль-орган выполнен в виде трансфо матора, причем выходы первого и вт рого повторителей подключены к пер вым входам соответственно первого второго аналоговых сумматоров, второй вход первого аналогового сумматора соединен с выходом квантовател а второй вход второго аналогового сумматора соединен с выходом первог потенциометра, который подключен к источнику постоянного напряжения.

триггер 26 в нулевом состоянии, обеспечивая режим Сложение счетчика 7. С каждым импульсом, записанным в счетчик 7, последний посредством ключей 10 увеличивает выходное напряжение квантователя, которое в сумматоре 14 компенсирует уменьшение выходного напряжения повторителя 4, выз

Когда выходное напряжение повторителя 4 достигнет выходного уровня . сумматора 14, обмотка 23 обесточится, что приведет к переводу в режим Вычитание счетчика 7 и рост его показаний прекратится.

Таким образом, в счетчике 7 создается цифровая копия степени нагру- жения тензометрического датчика, т.е. осуществляется взвешивание.

Формула изобретения

30

Тензометрические весы, содержащие 25 резистивный мостовой тензодатчик, одна диагональ которого подключена к источнику постоянного напряжения, а другая - к входам первого и второго повторителей, аналого-цифровой преобразователь с нуль-органом, делителем напряжения, генератором и ревер- сивнь м счетчиком, выходы которого подключены к п цепочкам, каждая из которых состоит из двух последова- тачьно соединенных инверторов, выходы каждого инвертора соединены с базами транзисторов, попарно образующих ключи, выходы которых, образованные объединенными змиттерами этих транзисторов, подключены к входам квантователя, и два потенциометра, отличающиеся тем, что, с целью повышения точности, в них введены два аналоговых сумматора.

35

40

тока

0

5

триггер, дополнительный генератор, схема И и третий инвертор, а нуль-орган выполнен в виде трансформатора, причем выходы первого и второго повторителей подключены к первым входам соответственно первого и второго аналоговых сумматоров, второй вход первого аналогового сумматора соединен с выходом квантователя, а второй вход второго аналогового сумматора соединен с выходом первого потенциометра, который подключен к источнику постоянного напряжения.

1337673

совместно с вторым потенциометром итока подключена к D-входу триггера, делителем напряжения, выходы которыхгенератор подключен к одному входу через третий и четвертый повторителисхемы И, а дополнительный генератор - соединены с коллекторами соответст-к другому входу схемы И и входу уси- венно первого и второго транзисторов,лителя постоянного тока, выход кото- образующих ключи, а выходы аналого-рого соединен с входами питания дято- вых сумматоров подключены к однимго и шестого повторителей, выход схе- входам пятого и шестого повторителей,мы И подключен к С-входу триггера и другие входы и выходы которых подклю-ючерез третий инвертор - к счетному чены к концам первичной обмоткивходу реверсивного счетчика, управ- трансформатора, вторичная обмоткаляющий вход которого соединен с вы- которого через усилитель переменногоходом триггера.

Изобретение относится к весоизмерительной технике. Цель изобретения - повьппение точности. Под действием нагрузки мост тензодатчика 1 разбалансируется так, что напряжение на входе повторителя 4 уменьшится, обеспечивая уменьшение выходного напряжения сумматора 14, что приведет к протеканию тока в обмотке 23 в направлении от повторителя 21 к повторителю 22, из-за чего D-вход триггера 26 окажется под напряжением логического нуля. Когда выходное напряжение повторителя 4 достигнет выходного уровня сумматора 14, обмотка 23 обесточится, что приведет к переводу в режим Вычитание счетчика 7 и рост его показаний прекратится. В счетчике 7 создается цифровая копия степени нагружения тензодатчика 1, т.е. осуществляется взвешивание. 1 ил. X (Л 00 а 1 со