Устройство для взвешивания тел Советский патент 1990 года по МПК G01G3/16 

пластин 2 (фиг. 2) размещены линии задержки на поверхностных акустических волнах, содержащие нанесенные на поверхность звукопроводной пластины 2 тонкопленочные встречно-штыревые преобразователи (ВШП) 5 расположенные один относительно другого на некотором расстоянии, на противоположных концах ЗВУКОПрОВОДНЫХ ПЛаСТИН 2„ ДПЯ ПО д

давления в линиях задержки (ЛЗ) паразитных сигналов, в том числе от отраженных, рассеянных и наведенных ПАВ, а также для подавления паразитных мод генерации на торцах пластин нанесены Насечки, а на рабочих поверхностях за выходными ВШП 5 валики из вязкого кустопоглотителя{не показаны), а сами звенья ЛЗ каждой из пластин 2 смецию. Причем даже если пластины 2 иден тичны по своим конструктивным признакам и механико-акустическим свойствам но, благодаря тому, что они расположены одна под другой и механически связаны между собой с помощью грузо- воспринимающей стойки 4, их дополнительные деформации и соответственно реакции будут различными. Различие реакций пластин 2 вызвано тем, что на одинаковые деформации поперечного изгиба опор накладываются разные линейные деформации, возникающие под действием равных по величине s но противоположных по знаку линейных напряжений. Образование линейных напряжений (растяжения и сжатия) обусловлено наличием механической связи плас15

относительно их продольной оси в JQ тины 2 и стойки 4, образующих измерив

противоположных направлениях. Отдельные ЛЗ, являющиеся звеньями многозвенных ЛЗ, электрически связаны между собой путем соединения выходного ВИ1П 5

тельный параллелограмм, В параллелограмме действие момента силы тяжести тела относительно линии -приложения усилия к пластинам 2 эквивалентно

д

f(50731

цию. Причем даже если пластины 2 идентичны по своим конструктивным признакам и механико-акустическим свойствам, но, благодаря тому, что они расположены одна под другой и механически связаны между собой с помощью грузо- воспринимающей стойки 4, их дополнительные деформации и соответственно реакции будут различными. Различие реакций пластин 2 вызвано тем, что на одинаковые деформации поперечного изгиба опор накладываются разные линейные деформации, возникающие под действием равных по величине s но противоположных по знаку линейных напряжений. Образование линейных напряжений (растяжения и сжатия) обусловлено наличием механической связи плас15

тины 2 и стойки 4, образующих измерив

тельный параллелограмм, В параллелограмме действие момента силы тяжести тела относительно линии -приложения усилия к пластинам 2 эквивалентно

Изобретение относится к весоизмерительной технике и предназначено для использования в электронных лабораторных весах с чувствительным элементом на пьезопластинах. Целью изобретения является повышение точности взвешивания тела путем исключения влияния положения точки приложения усилия к пластине, а также влияния положения центра тяжести тела относительно указанной точки. Истинный вес тела определяют измерением акустоэлектрической реакции двух расположенных одна под другой пьезопластин, одним концом консольно заделанных в основание, а другим механически соединенных с грузовоспринимающей стойкой с образованием измерительного параллелограмма. Акустоэлектрическую реакцию пластин измеряют по изменяющимся временным параметрам возбуждаемых на их поверхности поверхностных акустических волн (ПАВ) путем сравнения суммарных приращений фаз ПАВ на участках пластин с приращениями временных параметров одинакового знака. Приращения фаз измеряют в линиях задержки (ЛЗ) на ПАВ, встречно-штыревые преобразователи которых, размещенные на одноименных сторонах пьезопластин, соединены последовательно с образованием двух многозвенных ЛЗ, включенных в цепи двух автогенераторов, нагруженных отсчетным устройством. 2 ил.

Одного звена с входным другого Каждая действию пары сил, перпендикулярных

30

40

из многозвенных ЛЗ включена в- цепь по Ложительной обратной связи одного из двух автогенераторов 6. Оба автогенератора 6 электрически соединены с от™ счетным устройством 7

Устройство работает следующим об- .разом.

При отсутствии весовой нагрузки звукопроводные пластины 2 находятся

исходном состоянии и сравнение 6aso- зых частот азтогенераторов 6 в отсчет- - |ном устройстве 7 обеспечивает индикацию нулевого сигнала. При натруженик платформы 1 телом его сила тяжести посредством грузовосприиимающей стойки Ц воздействует на обе. пластины 2, вызывая их деформацию. Деформация приводит к изменению индивидуальных частот автогенераторов 6Р вызывающееся изменением величин суммарного набега фаз ПАВ в каждой из многозвенных ЛЗ, После сравнения выходных сигналов автогенератором 6 в отсметном устройстве 7 и их обработки, включающей выделение сигнала разностной частоты, его фильтрацию и преобразование, полезный сигнал интерпретируется в единицах массы и выводится на индикаторе отсчетного устройства 7. При этом если вектор силы тяжести тела не проходит через линию приложения усилия к пластинам 2, то на каждую пластину 2 действует дополнительный момент силы, вызывающий дополнительную ее деформа 45

50

55

стойке k. Составляющие этих сил, рав ные по величине и направленные в про тивоположных направлениях вдоль про дольной оси каждой из пластин 2, являются источником равных по величине но противоположных по знаку линейных непряжений и соответственно деформаций , уравновешиваемых реакциями плас тин 2. Полагая, что прикладываемая к пластинам 2 весовая нагрузка не п вышает предела пропорциональности и деформации и подминаются закону Гука добавочные приращения набега фаз ПАВ являющиеся в этом случае реакцией пьезопластин 2 на линейные упругие деформации,, будут равны по величине но противоположны по знаку При посл довательном включении звеньев ЛЗ ПАВ, расположенных на разных пластинах 25 добавочные приращения набега ПАВ компенсируются, чем из акустэ-.электрической реакции пластин исклю чаются составляющие, вызванные девиацией положения центра тяжести взве шиваемого тела о

Формула изобретения

Устройство для взвешивания тел, содержащее консольно закрепленную звукопроводную пластину, свободный к нец которой снабжен силовоспринимаю,

щим элементом, две линии задержки на поверхностных акустических волнах,

действию пары сил, перпендикулярных

0

0

-

5

0

5

стойке k. Составляющие этих сил, равные по величине и направленные в противоположных направлениях вдоль продольной оси каждой из пластин 2, являются источником равных по величине, но противоположных по знаку линейных непряжений и соответственно деформаций , уравновешиваемых реакциями пластин 2. Полагая, что прикладываемая к пластинам 2 весовая нагрузка не превышает предела пропорциональности и деформации и подминаются закону Гука, добавочные приращения набега фаз ПАВ, являющиеся в этом случае реакцией пьезопластин 2 на линейные упругие деформации,, будут равны по величине, но противоположны по знаку При последовательном включении звеньев ЛЗ ПАВ, расположенных на разных пластинах 25 добавочные приращения набега ПАВ компенсируются, чем из акустэ-. электрической реакции пластин исключаются составляющие, вызванные девиацией положения центра тяжести взвешиваемого тела о

Формула изобретения

Устройство для взвешивания тел, содержащее консольно закрепленную звукопроводную пластину, свободный конец которой снабжен силовоспринимаю,i

щим элементом, две линии задержки на поверхностных акустических волнах,

размещенные на противоположных поверх ностях пластины, перпендикулярных направлению действия измеряемой силы, и включенные в цепи обратных связей двух автогенераторов, выходы которых связаны с отсчетным устройством, о т- личающееся тем, что, с целью повышения точности взвешивания, в него введена вторая, идентичная

10

вой звукопроводная пластина с двумя линиями задержки на поверхностных

6

У

оооооо

акустических волнах, параллельная первой, а силовоспринимающий элемент выполнен в виде грузовоспринимающей стойки, снабженной фиксаторами, механически связанными с нагружаемыми концами пластин с образованием измерительного параллелограмма, причем линии задержки, размещенные на одноименных сторонах звукопроводных пластин, электрически связаны с образованием многозвенных линий задержки.

7

У

Ч

г

/ v

Ы