Весоизмерительное устройство Советский патент 1992 года по МПК G01G7/00 

Изобретение относится к весоизмерительной технике.

Известно устройство, содержащее коромысло, ось вращения которого связана с упругодеформируемыми подвесками, грузоприемник, систему уравновешивания и регистрации. . .

Недостатками известного устрой- , ства являются сложность конструкции

и низкая чувствительность к малым изменениям массы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее основание с опорой, на оси которой установлено коромысло с грузоприемной чашкой, дифференциальным датчиком положениями системой уравновешивания, выполненной в виде симметрично расположенных отн6с итёльно оси коромысла упругодефор- мируемых элементов.

Однако известное устройство характеризуется низкой томностью и быстродействием вследствие неизбежности возникновения поперечных колебаний, присущих системам с торсионной подвеской. Торсионная подвеска с катушкой электромагнитного исполнитель- ного элемента не обеспечивает достаточно быстрой компенсации изменяющегося веса образца.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности.

Цель достигается тем, что в весоизмерительное устройство введены ме- ханизм демпфирования, выполненный в виде двух разомкнутых магнитопрово- дов, на каждом из которых расположена обмотка, одна из которых является датчиком возмущения, а вторая -гасящим элементом механизма демпфирования, и двух постоянных магнитов, закрепленных на измерительном плече коромысла и расположенных в зазорах магнитопроводов, размещенных на основании, причем упругодеформируемые элементы расположены в одной плоскости с осью вращения коромысла и жестко прикреплены к нему одними концами, а другими концами опираются на введенные конусные подстроечные винты, при этом конец измерительного плеча коромысла снабжен подвижным противовесом.

На фиг. 1 схематически представлено весоизмерительное устройство, вид спереди; на фиг. 2 - вид сверху на фиг. 1; на фиг. 3 - блок-схема механизма демпфирования.

Весоизмерительное устройство сот держит основание 1 с опорой 2, на оси 3 которой установлено коромысло k с грузоприемной чашкой 5 на одном плече 6, кронштейном 7 и рамкой 8 на измерительном другом плече 9. На рамке закреплен чувствительный элемент дифференциального датчика 10 положения. Система уравновешивания выполнена в виде упруго-деформируемых элементов 11, симметрично расположенных относительно оси коромысла, причем упругодеформируемые элементы размещены в одной плоскости с осью вращения коромысла и жестко прикреплены к нему одними концами с помощью обойм 12, а другими концами опираются на конусные подстроечные

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

винты 13. Система уравновешивания содержит также подвижный противовес И, расположенный на конце измерительного плеча 9 о Механизм демпфирования выполнен в виде двух разомкнутых магнитопроводов, на каждом из которых расположена обмотка, одна из которых является датчиком 15 возмущения, а вторая - гасящим элементом 16, и двух постоянных магнитов 17, закрепленных на кронштейне 7.

Датчик 15 возмущения через масштабный усилитель 18 с компенсатором 19 смещения связан с функциональным преобразователем 20, с которым через усилитель 21 мощности соединен гасящий элемент 16.

Весоизмерительное устройство работает следующим образом.

При изменении контролируемой массы на грузоприемной чашке 5 происходит перемещение коромысла 4, а следовательно, и чувствительного элемента дифференциального датчика 10, формирующего сигнал, пропорциональный изменившемуся весу контролируемой массы.. При изменении положения коромысла упругодеформируемые элементы 11 прогибаются, опираясь на конусные подстроечные винты 13 и уравновешивают груз. Величина возврат- ного усилия упругодеформируемых элементов определяется величиной выступа конусных подстроечных винтов 13 из опоры 2 о

Одновременно с коромыслом k перемещаются и постоянные магниты 17. В результате в датчике 15 возмущения наводится ЭДС, величина которой пропорциональна скорости перемещения коромысла 4. Усиленный сигнал поступает на вход функционального преобразователя 20, предназначенного для. формирования экспоненциального импульса выходного напряжения по отношению к линейно возрастающему входному сигналу.

В основу работы преобразователя положена выходная характеристика биполярного транзистора, включенного по схеме с общей базой. Экспоненциальная зависимость тока базы от напряжения база-эмиттер позволяет -осуществить преобразование выходного напряжения транзисторного каскада (TI, Тг) в экспоненциальную форму по отношению к линейно возрастающему входному сигналу, усиленному масштаб17

ным усилителем. Тем самым обеспечивается режим, при котором до некоторого значения напряжения эмиттер- база, ток базы отсутствует, а это условие в свою очередь выполняется пр медленном росте входного напряжения, что соответствует плавному отклонению коромысла при изменении массы навески. При резком перемещении коромысла, что эквивалентно помехе, практически мгновенно растущий ток базы фррмиру- ет сигнал, сигнал усиливается и.подается на гасящий элемент 16, который путем силового воздействия с соответствующим постоянным магнитом коромысла давит помехи.

С помощью подстроечных резисторов R,, и R4 можно сдвигать выходную экс- поненциальную характеристику, тем самым регулируя величину сигнала, с которого начинает вырабатываться сигнал подавления Сопротивления R4-R10служат для регулировки степени гашения, т.е. задают крутизну характеристики подавляющего сигнала.

Настройка механизма демпфирования к работе осуществляется путем подбо- зо ра резисторов R1-R16исходя из за- данных условий.

5 0 5

0

5

о

15ь

Ф-ормула изобретения

Весоизмерительное устройство, содержащее основание с опорой, на оси которой установлено коромысло с гру- зоприемной чашкой, дифференциальным датчиком положения и системой уравновешивания, выполненной в виде симметрично расположенных относительно оси коромысла упругодеформируемых элементов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, в него введен механизм демпфирования, выполненный в виде двух разомкнутых магнитопрово- дов, на каждом из которых расположена обмотка, одна из которых является датчиком возмущения, а другая - гасящим элементом механизма демпфирования, и двух постоянных магнитов, закрепленных на измерительном плече коромысла и расположенных в зазорах магнитопроводов, размещенных на основании, причем упругодеформируемые элементы расположены в одной плоскости с осью вращения коромысла и жестко прикреплены к нему одними концами , а другими концами опираются на введенные конусные подстроечные винты, при этом конец измерительного плеча коромысла снабжен подвижным противовесом.

Изобретение относится к весоизмерительной технике и позволяет повысить быстродействие и точность. При изменении контролируемой массы происходит перемещение коромысла, а следовательно, и чувствительного элемента дифференциального датчика, формирующего сигнал, пропорциональный изменившемуся весу контролируемой массы. При изменении положения коромысла упругодеформируемые элементы, расположенные в одной плоскости с осью вращения коромысла и жестко прикрепленные к нему одними концами, прогибаются, опираясь другими концами на конусные подстроечные винты, и уравновешивают груз. Одновременно с коромыслом перемещаются закрепленные на его измерительном плече постоянные магниты механизма демпфирования, расположенные в зазорах его разомкнутых магнитопроводов. В результате в датчике возмущения наводится ЭДС, величина к которой пропорциональна скорости перемещения коромысла. Усиленный сигнал поступает на вход функционального преобразователя, предназначенного для формирования импульса выходного напряжения После выработки сигнала в блоке функционального преобразователя сигнал поступает на усилитель мощности, формирующий импульс на гасящий элемент , которым является обмотка второго разомкнутого магнитопровода и который посредством силового воздействия, с соответствующим постоянным магнитом давит помехи, 3 ил. со со ел

17

фиг.2

фиг.З

d

Q-l/rtf-ftV)

+и„(+15У)