Автоматический порционный дозатор Советский патент 1990 года по МПК G01G13/28 

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может найти применение для высокоточного дозировани различных материалов, например сое- тавляющих бетонной смеси, шихты и др.

Цель изобретения - повышение точности дозирования за счет устранения погрешностей неидентичности и аппроксимации и упрощение конструкции уст- ройства.

На чертеже представлена структуршная схема автоматического порцнонно- го дозатора с цифровым управлением.

Дозатор содержит циферблатный указатель 1 с преобразователем 2 угла поворота стрелки в линейное перемещение, соединенным со штоком индуктивного датчика 3 перемещения с ферромагнитным сердечником 4 и секционированной катушкой 5, которая выполнена в виде двух идентичных би- филярных обмоток 6 и 7 со средними выводами, смещенных между собой на известную величину 0. Выводы обмоток 6 и 7 подключены соответственно к входам первого 8 и второго 9 преобразователей индуктивности в электрический сигнал. Выход первого преобразователя 8 индуктивности в элект- рический сигнал подключен к первому входу устройства 10 вычитания и к первому входу делителя 11. Выход второго преобразователя 9 индуктивности в электрический сигнал подключен к второму входу устройства 10 вычитания, выход которого подключен к второму входу делителя 11. Выход делителя 11 подключен к входу аналого-цифрового преобразователя 12, выход которого соединен с первым входом цифрового компаратора 13, к второму входу которого подключен выход цифрового эадатчика 14 дозы. Выход цифрового компаратора 13 под- ключей к схеме управления приводами затворов (не показана).

В предлагаемом устройстве в качестве преобразователей индуктивности в электрический сигнал может быть применен двухчастотный генератор.

В качестве блока вычитания может быть применен балансный смеситель.

Дозатор работает следующим образом.

В исходном состоянии до начала дозирования ферромагнитный сердечник 4 индуктивного датчика 3 перемещения устанавливается в начальное

0 5 Q о

5

положение х0, симметричное относительно выводов дифференциальной обмотки 6. За положительное направление принимается направление движения сердечника, указанное стрелкой.

При поступлении дозируемого материала в грузоприемный бункер стрелка циферблатного указателя 1 отклоняется на угол об, пропорциональный текущему значению массы Р, Уголаб f((P), с помощью преобразователя 2 угла поворота стрелки преобразуется в линейное перемещение 1цб) t на которое смещается сердечник 4 от начального положения х0.

Функция преобразования любого измерительного устройства в зависимости от диапазона измерения и требуемой точности аппроксимации может быть представлена одной из следующих моделей:

N ax+b; (1) N ax2+bx+c (2)

Наиболее точной является модель (2), учитывающая нелинейность функции преобразования.

Сигнал на выходе первого преобразователя 8 индуктивности в электрический сигнал равен

N,-a(xo+x)2+b(x0+x)+c-a(x0-x)J- -Ь(х0-х)-с(4ах0+2Ь)х. (3)

Сигнал на выходе второго преобразователя 9 индуктивности в электрический сигнал равен

(х0+х-б)2+Ь(х0+х-е)+с-а(х„- -х+9Я-Ь(х0-х+0)-с-(4ах0+2Ь)(х-0).

(4)

Сигнал на выходе устройства ТО вычитания равен

(5)

N,-N1(4ax0+2b)6.

Сигналы (3) и (5) поступают на входы делителя 11, на выходе которого формируется сигнал

и

X N2-Ni 9(6)

Аналогичная зависимость получается при аппроксимации функции преобразования устройства моделью (1).

Как следует из (6), нестабильные коэффициенты а, Ь, с функции преобразования устройства не входят в выражение х, благодаря чему исключаются

не только мультипликативная погрешность и погрешность нелинейности, но и аддитивная погрешность (дрейф нуля) .

Сигнал х с помощью аналого-цифрового преобразователя 12 преобразуется в цифровой эквивалент и поступает на первый вход цифрового компаратора 13.

Учитывая линейную зависимость преобразования РЬх механическими узлами дозатора для текущего значения массы можно записать: , где К - коэффициент пропорциональности, определяемый параметрами только механических узлов циферблатного указателя.

С достаточной степенью точности можно записать, что

P.NI 9 к NI-N,

(7)

На второй вход цифрового компаратоN,ах;

N

а для результата измерения ным устройством

ах0+Ь,

NI Ф

ах ,

-----у Y

ax0+bX°fX

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения при сохранении высокого быстродействия, поскольку измерение осуществляется в один такт.

15 Формула изобретения

Автоматический порционный дозатор, содержащий циферблатный указатель с преобразователем угла поворота стрелки в линейное перемещение, индуктивный датчик перемещения в виде секционированной соленоидной катушки с ферромагнитным сердечником, первый и рторой преобразователи индук

Изобретение относится к области массодозирующей техники. Цель изобретения - повышение точности дозирования. Дозатор содержит циферблатный указатель 1 с преобразователем 2 угла поворота стрелки в линейное перемещение, соединенным со штоком индуктивного датчика 3 перемещения с ферромагнитным сердечником 4 и секционированной катушкой 5, которая выполнена в виде двух идентичных бифилярных обмоток 6 и 7 со средними выводами, смещенных между собой на известную величину Θ. Выводы обмоток 6 и 7 подключены соответственно к входам первого 8 и второго 9 преобразователей индуктивности в электрический сигнал. Выход первого преобразователя 8 индуктивности в электрический сигнал подключен к первому входу устройства 10 вычитания и к первому входу делителя 11. Выход второго преобразователя 9 индуктивности в электрический сигнал подключен к второму входу устройства 10 вычитания, выход которого подключен к второму входу делителя 11. Выход делителя 11 подключен к входу аналого-цифрового преобразователя 12, выход которого соединен с первым входом цифрового компараторов, второй вход которого подключен к выходу цифрового задатчика 14 дозы. 1 ил.

,ра 13 поступает число РЭОА /К пропор- 25 тивности в электрический сигнал, дециональное заданной дозе, которое формируется в цифровом задатчике 14 дозы. При равенстве сигналов на обоих входах цифрового компаратора 13 на его выходе формируется команда не закрытия затвора тракта подачи материала в грузоприемную емкость дозатора.

Для сопоставления можно показать, что известное устройство, где принята кусочно-гиперболическая аппроксимация, при использовании моделей (1) и (2) не позволяет получить результат измерения, не зависящий от нестабильности коэффициентов функции преобразования (выкладки приводятся для модели (1).

Подставляя (1) в выражения для N, и Nt в известной формуле, получают

литель, первый вход которого подключен к выходу первого преобразователя индуктивности, а выход - к входу аналого-цифрового преобразователя, 30 и цифровой компаратор, первый вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, второй вход - к выходу цифрового задатчика фазы, а выход - к схеме управления приводом затворов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, в него введен блок вычитания, пер вый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго преобразователей индуктивности, а выход - к второму входу делителя, при этом катушка индуктивности выполнена в виде двух идентичных бифилярных обмоток со средними

35

40

45

выводами, смещенных между собой.

Редактор Е.Папп

Составитель И.Черальский Техред Л. Сердижова

Заказ 36

Тираж 420

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

литель, первый вход которого подключен к выходу первого преобразователя индуктивности, а выход - к входу аналого-цифрового преобразователя, и цифровой компаратор, первый вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, второй вход - к выходу цифрового задатчика фазы, а выход - к схеме управления приводом затворов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, в него введен блок вычитания, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго преобразователей индуктивности, а выход - к второму входу делителя, при этом катушка индуктивности выполнена в виде двух идентичных бифилярных обмоток со средними

выводами, смещенных между собой.

Корректор Т.Малец

Подписное