Автоматические весы Советский патент 1988 года по МПК G01C7/04 

призмой 6, стрункой 7, планками 8 и 9 для встроенных гирь 10 (старшая декада) и 11 (младшая декада). К коромыслу 1 прикреплены подвижная часть датчика 24 некомпенсации и катушка 25, которая совместно с магнитной системой 26 образует магнитоэлектрический компенсатор 27, Гиревой механизм 12 снабжен электромагнитными фиксаторами 35, штоки 36 которых, перемещаясь при подводе питания к . фиксаторам 35 от регистров.37 и 38; удерживают заклоненные рычаги 13 и 14 в положении, при котором гири 10 и 11 сняты с планок 8 и 9 подвески 4 При отключении питания штоки 36 в исходном положении возвращаются плоскими пружинами 39. Положение снятых гирь фиксируется датчиками 40 положения гирь, выполненных в виде микровыключателей, контактируемых со штоками 36. С датчика 24 некомпенсации подается сигнал на усилитель 28, вырабатывающий компенсационный ток для компенсатора 27, и выходной сигнал для аналого-цифрового преобразователя 30, с которого снимается на мяадшие декады цифрового индикатора 31 сигнал, равньй остаточному разбалансу, нескомленсированному гирями. Одновременно на старшие разряды цифрового индикатора 31 сигнал поступает с датчиков 40 положени я гирь через дешифраторы 49 и 50 кодов положения гирь, индицируя на старших разрядах значение цифр, отображающих суммарную массу снятых гирь в каждой декаде. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение. точности, бЬ1стродействия и упрощение конструкции за счет ) устранения предварительного уравновешивания, временных задержек и последовательного перебора гирь. Коромысло 1, установленное с помощью призмы 2 на подушке 3, имеет подвеску 4 с грузоприемной чашкой 5, концевой bl8 (Л :& го о 4

Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к весам с электромагнитной системой уравновешивания коромысла и гиревой компенсацией взвешиваемой массы,

Целью изобретения является повы- шение точности, быстродействия и упрощение конструкции за счет устранения предварительного взвешивания, временных задержек и последовательного перебора гирь.

На чертеже представлена схема ;весов.

Коромысло 1, установленное с помощью при змы 2 на подушке 3, имеет подвеску 4 с грузоприемной чашкой 5, концевой призмой 6, стрункой 7, планками В и 9 для встроенных гирь 10 (старшая декада) и 11 (младшая декада) ,

Гиревой механизм 12 содержит рычаги 13 и 14 для съема гирь, свободно вращающиеся на осях 15, электроприводов 16 и 17 (старшей и младшей декады), связанные с иcтoчникo 4 18 питания через ключи 19 и 20, позиционные фиксаторы 21 и 22 положения гирь 10 и 11, выполненные, например, .в виде микровыключателей.

К коромыслу 1 прикреплены подвижная часть 23 датчика 24 некомпенсаци

и катушка 25, которая совместно с магнитной системой 26 образует магнитоэлектрический компенсатор 27.

Датчик 24 компенсации подключен через усилитель 28 и ключ 29 к катушке 25 компенсатора 27, с цепью которой соединен аналого-цифровой преобразователь 30 с цифровым индикатором 31 и опорный резистор 32, служащий для съема измерительного сигнала, пропорционального компенсационному и измеряемой массе образца 33, устанавливаемого на чаи1ке 5.

Для ограничения угла заклонения кором сла 1 предусмотрены регулируемые упоры 34.

Гиревой механизм 12 снабжен электромагнитными фиксаторами 35, штоки 36 которых, перемещаясь при подводе питания к электромагнитным фиксаторам 35 от регистров 37 и 38 (старшей и младшей декад), удерживают заклоненные рычаги 13 и 14 в положении, при котором гири 10 и 11 сняты с планок 8 и 9 подвески 4. При отключении питания штоки 36 возвращаются в исходное положение плоскими пружинами 39. Положение снятых гирь фиксируется атчиками 40 положения гирь, выполейных, например, в виде микровыклю- чателей, контактируемь х со и1токами 36.

Подъем рычагов 13 и осуществляется кулачками А1, имеющими для всех гирь одинаковый однопоэиционный профиль и устанавленными на осях 15 с разворотом по окружности относительно друг друга в порядке уменьшения массы снимаемых гирь 10 и II на шаг позиционных фиксаторов 2 и 22.

Автоматические весы также содержат два триггера 42 и 43 памяти перегрузки, управляющие работой соответственно старшей и младшей декад гиревого механизма 12, схему И 44,

включается параметрический стабилизатор напряжения (стабилитрон).

Работа весов происходит следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии на грузоприемной чашке 5 взвешиваемого образца 33 все гири 10 и 11 старшей и младшей декад находят- 10 ся на планках 8 и 9 подвески 4. Выход усилителя 28 подключен ключом 29 к катушке 25 компенсатора 27.

С датчиков 40 положения гирь 10 и 11 через дешифраторы 49 и 50 кодов

управляющую переключением ключа 29,15 на соответствующие знаковые разряды отключающего источник 45 опорного цифрового индикатора ЗГ поступает тока и подключающего усилитель 28 к код нулевой (исходной) комбинаций .катушке 25 компенсатора 27, два счет- наложенных на планки 8 и 9 подвески чика 46 и 47 тактов, входы которьпс 4 гирь (10 и 11). С анапого-цифровосвязаны с позиционными фиксаторами20 го преобразователя 30 также по всем 21 и 22, а выходы - с соответствующими регистрами 37 и 38, второй выход счетчика 47 тактов младших декад

связан с входами установки нуля

разрядам поступают , на цифровом индикаторе 31 инициируется нулевая комбинация.

При помещении на грузоприемную обоих триггеров 42 и 43 памяти пере- 25 чашку 5 взвешиваемого образца 33, :грузки, второй выход счетчика 46 имекщего массу, превьппающую диапазон тактов старших декад связан с одним точного уравновешивания ( предварн- из входов триггера 43 памяти пере- тельное уравновешивание в предлагае- грузки мпадшей декады.мой конструкции отсутствует), короВыход перегрузки аналого-цифро- 30 мыоло 1 заклоняется до верхнего упо- вого преобразователя 30 связан с ра 34, с датчика 24 некомпенсации триггером 42 памяти перегрузки стар- выдается максимальной величины напря- шей декады гиревого механизма 12, жение, например, положительной поляр- выходы обоих триггеров 42 и 43 памя- ности. Усилитель 28 вырабатывает ком- ти перегрузки по одним каналам свя- в пенсационный ток 1, протекание кото- заны с ключа м 19 и 20, по другим рого через катушку 25 компенсатора

27, создает усилие, равное максималь- ному значению диапазона точного уравновешивания.

ции, выход дискриминатора 48 поляр- до На выходе аналого-цифрового пре- ности связан с регистрами 37 и 38, образователя 30 по каналу П возникает сигнал 1, по которому переводится в единичное состояние триггер 42 памяти перегрузки старшей декады, 45 по выходному сигналу которого схема И 44 с помощью ключа 29 отключает усилитель 28 и подключает источник 45 опорного тока к катушке 25 компенсатора 27, величина опорного тока I

каналам - со схемой И 44.

Дискриминатор 48 полярности связан с выходом датчика 24 некомпенсавыходы которых связаны с соответствующими электромагнитными фиксаторами 35 гирь.

Датчики 40 положения гирь через депшфраторы 49 и 50 кодов положения гирь старших и младших декад связаны с соответствующими знаковыми разрядами цифрового индикатора 31.

Источник 45 опорного тока предка- §0 устанавливается равной 1/2 I,f, блазначен для создания в компенсаторе 27 усилия, равного половине максимального на диапазоне точного авто- матического уравновешивания для исключения промаха при автоматическом подборе гиревой компенсации, и реализуется с помощью операционного усилителя, охваченного обратной связью по току, на входе которого

включается параметрический стабилизатор напряжения (стабилитрон).

Работа весов происходит следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии на грузоприемной чашке 5 взвешиваемого образца 33 все гири 10 и 11 старшей и младшей декад находят- ся на планках 8 и 9 подвески 4. Выход усилителя 28 подключен ключом 29 к катушке 25 компенсатора 27.

С датчиков 40 положения гирь 10 и 11 через дешифраторы 49 и 50 кодов

годаря чему компенсатором создается начальное силовое компенсацнонко е воздействие,, равное половине максимального на диапазоне точного урав- 55 новешивания.

Одновременно с переключением ключа 29 сигналом с выхода триггера 42 памяти перегрузки замыкается ключ 19, подающий пНтанне на электропривод 16

51441204

старшей декады гиревого механизма 12

хо ду

который приводит вал с кулачками 41 во вращение, кулачки поочередно поднимают рьтаги 13 с гирями 10, снимая соответствующие гири с планки 8 подвески 4. Согласно изобретению первой снимается гиря с максимальной массой Создаваемый при ее снятии момент может оказьгоаться меньше или больше момента, создаваемого взвешиваемым образцом 33.

Если момент снятой гири 0 меньше момента взвешиваемой массы, то коромысло 1 не меняет своего положения и сигнал с датчика 24 некомпенсации не меняет своего знака, и с дискриминатора 48 полярности поступает сигнал на регистр 37 старшей декады о включении по сигналу со счетчика 46 тактов соответствующего электромагнитного фиксатора 35, которьй перемещает шток 36 влево, не позволяя рычагу 13 с поднятой гирей 10 опуститься вниз и положить.. гирю на подвеску 4. Следовательно, при опускании кулачка 41 рычаг 13 остается в верхнем положении, удерживается штоком 36, контактируемым с вторым концом рычага 13, препятствующим повороту рычага 13.

Бели момент снятой гири 10 больше момента взвешиваемого тела, то коромысло 1 приводит в движение за счет перекомпенсированной массы взвешиваемого изделия, т.е. взвешиваемая масса меньше массы снятой гири и коромысло заклонится до нижнего упора 34. В этом случае сигнал с датчика 24 некомпенсации меняет знак на - и электромагнитный фиксатор 35 не запитывается, поскольку с дискри- минатора 48 полярности не поступает соответствующего сигнала на регистр

37, и при последующем повороте кулач- 45 гирь, в них введены электромагнитные

ка 4 рычаг 13 опускается и снятая гиря 10 накладывается на.планку 8 подвески А, и исключается съем данной гири во всех последуюших комбинациях.

Аналогичным образом в каждой из последующих позиций (шагов) гиревого механизма 12, количество которых равно числу гирь в декаде, осуществляется итерационный перебор гирь возможных комбннатдий, количество которых зависит от выбора системы счисления (двоично-десятичной или десятичной) ,

Возврат автоматических весов в ис- ходное положение осуществляется сле- дутош м образом.

При снятии нагрузки 33 с чашки 5 при снятых гиря.х с подвески коромысло 1 заклоняется, поскольку масса снятых гирь 10 и 11 с подвески 4 больше предела точного уравновешивания,

до нижнего упора 34, с датчика 24 некомпенсации на дискриминатор 48 полярности поступает устойчивый си - нал -, при этом дискриминатор 48 полярности через регистры 37 и 38

отключает питание от всех электромагнитных фиксаторов 35, штоки 36 пружинами 39 сдвигаются вправо в исходное положение и поднятые рычаги 13 и 14 вместе с гирями опускаются вниз,

накладывая поднятые гири на планки 8 и 9 подвески 4, и чувствительная система коромысла 1 с подвеской 4 приходит в исходное состояние равновесия, датчики 40 положения гирь

фиксируют отсутствие гирь, снятых .с подвески, на цифровом индикаторе 31 нуля весы готовы к следующему измерению.

Формула изобретения

Автоматические весы, содержаш 1е коромысло, гиревой механизм старшей и младшей декад с электроприводами, источником питания и позиционными

фиксаторами, датчик некомпенсации, подключенный через усилитель к катушке магнитоэлектрического компенсато- ра, кулачки сьема гирь и управляемые ключи, отличающиеся тем,

что, с целью повьшгения точности,

быстродействия и упрощения конструкции за счет устранения предварительного уравновешивания, временных задержек и последовательного перебора

фиксаторы гирь, датчики положения, дискриминатор полярности, схема И, источник опорного тока, два счетчика тактов, дискриминатор полярности,

два регистра, два дешифратора кодов положения гирь, аналого-цифровой преобразователь, два тригт-ера памяти перегрузки старшей и младшей декад и цифровой индикатор, причем один выход аналого-цифрового преобразователя связан с входом триггера памяти перегрузки старшей дер;ады гиревого механизма;, а другой - с цифровым инди- катором, а вход аналого-пифрового

преобразователя связан с катушкой магнитоэлектрического компенсатора, вход магнитоэлектрического компенсатора связан с источником опорного то- ка, выходы обоих триггеров памял-н перегрузки по одним каналам связаны с ключами подключения источника пита.ния к соответствующим электроприводам гиревого механизма, а по другим каналам - со схемой И, выход которой связан с ключом отключения источ,ника опорного тока и подключения усилителя к катушке магнитоэлектрического компенсатора, входы, установки ну- ля обоих триггеров памяти перегрузки связаны с одним из выходов счетчика

.тактов младших декад гиревого механизма, один из входов триггера памят перегрузки младпшх декад связан с одним из выходов счетчика старших декад, выход датчика некомпенсации связан с дискриминатором полярности, выход которого связан с первыми входами регистров старших и младших декад, вторые входы которых через счетчики тактов связаны с позиционными фиксаторами старших и младших декад, выходы обоих регистров связаны с соответствующими электромагнитными фиксаторами гирь,.датчики положения гирь через дешифраторы кодов полоке ния гирь старших и младших де- кад связаны с соответствующими знаковыми разрядами цифрового индикатора.