Устройство для контроля массы осажденного металла Советский патент 1990 года по МПК C25D21/12 

Ф1/е./

Изобретение OTHOCIHCFCH к гальвано-- технике и может быть использовано для непрерывного кснтролм массы осажденного метгшла в npoueiice гальванопокрк-

1 ИЯ„

Цель изобретения - повышение точности контроля путем исключения влияния внешних условий на рабсту тензо- чувствительного элемента.Ю

Иа :фиг 1 приведена схема тензочув- ствитёльного элемента; на фиг. 2 - функцйоигшьная схема устройства; на фиг. 3 - време ные дяаграг-аш работы устройства 5

Устройство содержит основание 1 тензочувствительного элемента, тензо- датчкки 2,, упругий элемент 3., .катушки 4,, k и 4- электромагнитов контактный крюк 5, электрод 6, второй источник 7 .ад тока, 1ШЮЧ 8, первый источник 9 тока, усилитель 10 управления первым источ- miKOM тока, амплитудный детектор 11, разделительный конденсатор 12, усилитель 13 переменного напряжения, демо- 25 дулятрр 14, фильтр 155 делитель 16 частоты и генератор 17 импульсов.

На основании 1 (фиг. 1) закреплены соосно одна напротив другой две катушки электромагнитов 4., и 4, третья ка-зо тушка k закреплена на упругом элементе 3, связанном с основанием, и распо- лю/кена -в зазоре меж;1,у сердечниками зак репленных на основании катушек. На упругом элементе 3 наклеены тензодат- - чики 2, Контактный крюк 5, на котором закреплен электрод 6, имеет изгиб в. своей средней части, в месте начала изгиба KOHTaKTHbtfi крюк 5 жестко соединен с основанием 1 тензочувствительно-до го элемента, а в месте конца изгиба - с упоутим элементом J,

Тензодатчики 2 (фиг. 2) объединены собой первьми выводами и подключены к общей точке схемы, а вторые выводы: соединены с неподвижными контактами тслюча 8, Подвижный контакт ключа 8 соединен с выходом первого источника 9 тока и входом, усилителя 13 переменного напряясения „ Выход последнего подключен к входу демодулятора 14,выход которого соединен с входом, фильтра 15 и через разделительный конден- йатор 12 - с Бходо - амплитудного детектор- 1t, к выходу которого подключен один из входов уси:1ителя 10., второй вход которого соединен с источником, опорного напряжения, выход усилителя 10 соединен с управляющим.входом первого источника 9 тока, Упpaвляюiщ e входы ключа 8 и демодулятора 14 под- . ключены к выходу делителя 16 частоты, вход которого соепинен с выходом генератора 17 импульсов К выходу генератора 17 импульсов подключена катушка 4 электромагнита, закрепленная на упругом элементе 3, к которому на контак тном крюке 5 подвешен электрод 6г. Катушки 4, и 4з электромагнитов закрепленные на основании 1 тензочувствительного элемента, соединены последовательно так, что их магнитные потоки направлены в одну сторону и подключены к выходу источника 7 тока Устройство работает следующим образом.

Перед началом нанесения покрытия устана.влива от нулевое значение сигнала на выходе фильтра 15, например, подачей смещаюш;ето сигнала. Через катушку 4 протекает переменньй ток стабильной величины от генератора 17 нм- пульсов. Частота этого тока должна быть достаточно удалена от резонансной частоты механической системы, состоящей из тензочувствительного элемента и и подвешенного к нему электрода 6. Ка 4 электромагнита взаимодействует с катушками 4., и 4, через которые протекает постоянный ток от ис точника 7 тока, создавая силу, стремящуюся изогнуть упругий элемент 3 то в одну, то в другую сторону. Одновременно на упругий элемент 3 воздействует масса подвешенного к нему на крюке 5 электрода 6. Сигнал с выхода делителя 16 частоты, имеющий вид меандра, производит периодическую KOMviyTa- цию ключа В. При этом выход источника 9-тока поочередно подключается к соответствующим вьшодам тензорезисторов 2. Под воздействием массы электрода 6 верхний тензорезистор 2 увеличивает, а ни;кний уменьшает свое сопротивление. одновременно сопротивления этих резисторов меняются и. с частотой генератора 1 7 о

Сигнал Ц5 с выхода усилителя 13 демодулируется .демодулятором 14, переменная составляющая этого сигналаз обусловленная воздействием высокочастотного механического сигнала 4 чере.з разделительньш конденсатор .12 поступает на амплитудньш: детектор 11, выходное напряжение которого пропорционально крутизне всего преобразующего тракта: си.па приложенная к -упру5158

тому элементу, - напряжение U на выходе демоудлятора 14. Это напряжение сравнивается с уставкой U, Если сигнал ка выходе амплитудного детектора 11 не равен величине и , то на выходе усилителя 10 возникает напряжение разбаланса, которое после усиления усилителем 10 управляет работой источника 9,тока, изменяя величину его вы- ходного тока до тех пор, пока сигнал с выхода амплитудного детектора 11 практически не станет равным U. При этом чувствительность устройства автоматически поддерживается неизмеь ной даже если механические свойства упругого элемента, тензодатчиков, ютея и т.д. изменяются.

Сигнал, несущий информацию об изме нении массы электрода 6, выделяется из выходного сигнала усилителя 13 демодулятором 14 и фильтром 15 нижних частот.

Применение двух катушек- 4 и 4,, взаимодействующих с катушкой 4 , для получения высокочастотного механического калиброванного сигнала обеспечивает постоянство и независимость этого сигнала от наличия и величины изгиба упругого элемента 3 под воздей- ствием массы электрода 6. Последнее обуслорлено тем, что, например, с увеличением изгиба у енъшагтся сила взаи .модействия катушек 4 и 4 и настолько же увеличивается сила взаимодейст

вия катушек 4 . и 4з,

Таким образом, механический калиброванный сигнал сохраняется постоянным.

Предлагаемое устройство i-гмеет по вышенную по сравнению с известным точность за счет исключения составляющей погрешности, обусловленной изменением крутизны блоков преобразовательного тракта,

Форму.ла изобретения

Устройство для контроля массы осажденного металла, содержащее тензочув- ствительный элемент, ме.ханически сое- диненньй со взвепшваег-« м электродом, и электронный преобразователь, о т - личающееся тем, что, с целью повьшения точности контроля путем

.„ , , 20 25Q-35

40

.-. ю

45

50

55

76

исклн1че} ия влияния внешних условий на работу тензочувствительного элемента, тензочувствительный элемент выполнен в виде основания, на котором соосно одна напротив другой закреплены две катушки электромагнитов, в зазоре между сердечниками этих катушек помешена катупжа третьего электромагнита, закрепленная на упругом элементе, связанном с основанием и выполненном в виде балки с наклеенными на не тензорезисторами, контактный крюк контролируемого электрода ванны liMeeT изгиб в своей средней части, при этом верхняя часть основания тензочувствительного элемента жестко -крепится к контактному крюку в месте начала изгиба, а упругий элемент жестко соединен с кон гактнрлм крюком в месте окончания его изгиба, первые выводы тензорезис- торов соединены с общей точкой схемы, а электронный преобразователь выполнен в виде соединенных источника опорного напряжения, первого и второго источников тока, ключа, усилителя переменного напряжения, демодулятора фильтра, генератора импульсов, амплитудного детектора, делителя частоты, усилителя управления первьп-) источником тока и разделительного конденсатора, причем вторые вьшоды тензорезисторов сое- динень с неподвилсными контактами ключа, подвижный контакт соединен с выходом первого источника тока и входом усилителя переменного напряжения, выход которого через последовательно соединенные демодулятор и фильтр соединены с вьрссдной клемт-юй устройства., выход ге;;ератора импульсов соединен с катушкой J укрепленной на упругом элементе, и через делитель частоты - с управляющими входами демодулятора и ключа., катушки, закрепленные на основании тензочувствительного элемента, соединены между собой последовательно и согласно и подключены к выходу второго источника тока, при этом первьй источник тока выполнен управляемым, причем выход демодулятора через последовательно соединенные разделитель-- ньй ко.нденсатор J амплитудный детектор , и усилитель соединены с его угфавляю- щш входом, а дополнительный суммирующий вход усилителя соединен с источ- .ником-опорного напряжения.

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано для контроля массы осажденного металла в процессе нанесения гальванопокрытия. Цель изобретения - повышение точности контроля путем исключения влияния внешних условий на работу тензочувствительного элемента. Для этого тензочувствительный элемент выполнен в виде основания 1, на котором соосно напротив друг друга закреплены две катушки 4 1, 4 3 электромагнитов, в зазоре между сердечниками помещена третья катушка 4 2, закрепленная на упругом элементе в виде балки 3 с наклеенными тензорезисторами 2. Контактный крюк 5 имеет изгиб в средней части, при этом верхняя часть основания 1 жестко крепится к крюку 5 в месте начала изгиба, а упругий элемент жестко соединен с крюком 5 в месте окончания изгиба. Первые выводы тензорезисторов 2 соединены с общей точкой схемы, а вторые подключены к электронному преобразователю. С помощью генератора и системы электромагнитов на чувствительный элемент осуществляется калиброванное высокочастотное воздействие и, если реакция на воздействие измерительного тракта отличается от заданной, то автоматически меняется ток питания тензомоста с тем, чтобы сохранить чувствительность системы к механическим воздействиям постоянной. 3 ил.

фиг. г