Весы Советский патент 1992 года по МПК G01G23/37 

s|

сл о VI м

ю

Изобретение относится к устройствам для измерения массы, в особенности для автоматического взвешивания, в частности к весам со встроенным калибровочным устройством

Известны весы со встроенным калибровочным устройством, обеспечивающим исключение температурной погрешности, содержащие калибровочное устройство, для работы которого используется взвешивание эталонной гири известной массы.

Недостатком этого устройства является наличие трех взвешиваний в одном цикле измерения массы, необходимость сложных вычислений с использованием ЭВМ и связанное с этом уменьшение быстродействия.

Наиболее близким к предлагаемому устройству являются тензометрические весы для взвешивания однотипных грузов, в которых для повышения точности измерения массы используется взвешивание контрольного груза известной массы.

Недостатками известного устройства являются требование равенства массы контрольного груза и номинальной массы изделий, а также необходимость начального задания значения, соответствующего массе контрольного груза с помощью переключателей. При таких требованиях для каждого номинала изделий, взвешиваемых на весах, требуется свои контрольный груз, таким образом, для каждого конкретного случая использования весов требуется индивидуальный набор контрольных грузов Переход на новую номенклатуру требу- ef изготовления новых контрольных грузов. Кроме того, при установке значения, соответствующего массе контрольного груза, может быть допущена ошибка, что, в свою очередь, приведет к систематической погрешности измерений, проводимых с этим контрольным грузом.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве, содержащем гру- зоприемную платформу с силоизмеритель- ным датчиком, подключенным к входу аналого-цифрового преобразователя, выходом соединенного с первым входом сумматора, выход которого подключен к табло и первому входу запоминающего устройства, второй вход которого подключен к первому выходублокауправления, контрольный груз и генератор, дополнительно введены арифметическое устройство, первые и вторые схемы сравнения и схемы совпадения, преобразователь кода, первый и второй задат- чики кода и набор дополнительных контрольных грузов на весь диапазон взвешивания, причем масса каждого из конт- ропьных грузов выражается целым числом, равным среднему значению соответствующего поддиапазона, а выходы старших разрядов запоминающего устройства соединены с кодовыми входами арифметического устройства.

Выходы младших разрядов запоминающего устройства подключены к кодовым

входам преобразователя кода, одна группа входов первой схемы сравнения подключена к выходам первого задатчика кода, вторая группа ее входов - к выходам арифметического устройства, выход первой

схемы сравнения подключен к входу блока управления, одна группа входов второй схемы сравнения подключена к выходам второго задатчика кода, вторая группа ее входов - к части выходов младших разрядов

запоминающего устройства, при этом первый выход второй схемы сравнения подключен к первому входу первой схемы совпадения и первому входу преобразователя кода, а второй выход - к первому входу

второй схемы совпадения, выход сумматора подключен к первому пходу арифметического устройства, генератор - к второму входу арифметического устройства и второму входу преобразователя кода, выходом подключенным к вторым входам первой и второй схем совпадения, третьи входы которых подключены к второму выходу блока управления.

Известно использование контрольных

грузов в весах с автоматической калибровкой, но использование набора контрольных грузов на весь диапазон взвешивания, причем масса каждого из контрольных грузов выражается целым числом, равным среднему значению соответствующего поддиапазона неизвестно и позволяет упростить эксплуатацию устройства путем исключения начальной установки значения, соответствующего массе контрольного груда, и

избежать ошибок от неправильного задания этого значения.

Известно арифметическое устройство, вычисляющее разность двух чисел, одно из которых представлено в параллельном коде, а второе - в последовательном. Известны также схемы сравнения чисел, представленных в параллельном коде и за- датчики кодов, но соединение этих элементов по предлагаемой схеме неизвестно и

позволяет автоматизировать задание поддиапазона взвешивания соответствующего контрольному грузу, контролировать соответствие массы изделия этому поддиапазону и исключает ошибки от несоответствия

измеряемой массы этому поддиапазону; позволяет упростить эксплуатацию устройства и повысить точность измерения массы.

Известны преобразователи кода из параллельного в последовательный, но использование этих преобразователей для преобразования входного кода в прямой или дополнительный последовательный код в зависимости от управляющего сигнала не известно.

Соединение преобразователя кода, схе- мы сравнения, задатчика кода и двух схем совпадения по предлагаемой схеме неизвестной позволяет сформировать код с учетом знака коррекции для осуществления автоматической калибровки весов и повысить точность измерения массы,

Перечисленные признаки позволяют получить положительный эффект: повысить точность измерения массы, т.е. исключить дополнительные ошибки из-за несоответст- вия измеряемой массы заданному поддиапазону и из-за ошибочной установки значения массы контрольного груза, упростить эксплуатацию весов, т.е. автоматизировать выбор поддиапазона работы весов с данным контрольным грузом.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемых весов.

Весы содержат грузоприемную платформу с силоизмерительным датчиком 1, аналого-цифровой преобразователь 2, сумматор 3, табло 4, блок 5 управления, генератор 6, запоминающее устройство 7, арифметического устройство 8, две схемы 9 и 10 сравнения, два задатчика 11 и 12 кода, преобразователь 13 кода, две схемы 14 и 15 совпадения.

Предлагаемые весы работают следующим образом.

Сигнал с силоизмерительчого датчика 1, пропорциональный измеряемый массе, преобразуется аналого-цифровым преобразователем 2 в цифровой последовательный код, который поступает на вход сумматора 3. Результат взвешивания индицируется на табло 4. С целью устранения погрешностей, вызванных температурным и временным дрейфом элементов устройства, периодически производится взвешивание контрольного груза, масса которого определена с высокой точностью. При взвешивании контрольного груза код с выхода сумматора 3 по сигналу от блока управления 5 поступает в запоминающее устройство 7, где хранится до следующего взвешивания контрольного груза.

При взвешивании изделия результат измерения формируется с учетом кода коррекции, который поступает на второй вход или на третий вход сумматора с выхода одной из

схем совпадения 14 или 15 в зависимости от знака коррекции. Результат взвешивания изделия в последовательном коде поступает с выхода сумматора 3 на первый вход арифметического устройства 8, на другие входы которого поступает число из старших разрядов запоминающего устройства 7, В арифметическом устройстве вычисляется модуль разности этих двух чисел и в параллельном коде подается на вторую группу входов схемы 9 сравнения, на первую группу входов, которой из задатчика 11 кода поступает код, соответствующий заданному поддиапазону.

Ошибка при использовании коррекции по результату взвешивания контрольного груза тем меньше, чем ближе масса изделич и масса контрольного груза. Можно рассчитать поддиапазон изменения массы изделий, в котором Допустимо проводить взвешивание с одним контрольным грузом. Расчет выполняется исходя из величины допустимой погрешности.

Так, если при взвешивании контрольного груза массой Мкг была вычислена величина корректирующего числа Ml, то при использовании этого же значения для коррекции результата взвешивания изделия массой Мизд, получим ошибку, равную

А -jyr- (Мизд Мкг)

Отсюда можно определить поддиапазон изменения массы изделия, в котором допустимо производить коррекцию по одному контрольному грузу

п м м A- IVW Д Мизд - Мкг

Эта величина задается задатчиком 11 кода и сравнивается с вычисленной разностью в схеме 9 сравнения. Если разность между результатом взвешивания контрольного груза и результатом взвешивания изделия превышает заданный допуск, то по сигналу от схемы 9 сравнения в блоке 5 управления формируется сигнал, останавливающий работу весов. Для продолжения работы необходимо сменить контрольный груз, взвесить его, а затем продолжить взвешивание изделий. Если разность находится в пределах допуска, сигнал, поступающий в блок управления, разрешает работу весов в автоматическом режиме.

Весь диапазон взвешивания разбивается на несколько поддиапазонов, в каждом из которых осуществляется коррекция по одному контрольному грузу. Весы изготавливаются со стандартным набором контрольных грузов, обеспечивающих

коррекцию во всем диапазоне взвешивания.

Предполагая, что ошибка при взвешивании контрольного груза, вызванная временным и температурным дрейфом различных элементов устройства,-.например, не превышает 500 единиц младшего разряда, что значительно больше расчетной величины, а масса контрольного груза выражается числом с нулями в трех младших разрядах, то отклонение результата взвешивания контрольного груза, находящегося в запоминающем устройстве 7, от нуля в трех младших разрядах определяет величину ошибки. Знак ошибки определяется по числу в третьем разряде (I разряд - младший). Если это число больше или равно пяти, то результат взвешивания меньше истинного и коррекция должна вводиться со Знаком плюс, если же число в третьем разряде меньше пяти, то результат взвешивания больше истинного и коррекция должна быть введена со знаком минус.

Сравнение осуществляется схемой 10 сравнения, с использованием кода числа пять, поступающего от задатчика 12 кода, В зависимости от результата сравнения преобразователь 13 кода осуществляет преобразование из параллельного кода в последовательный прямой или дополнительный код числа, поступающего из запоминающего устройства 7. Если коррекция вводится со знаком минус происходит преобразование в прямой код, а если коррекция должна быть положительной, то осуществляется преобразование в дополнительный код. 8 зависимости от знака Коррекции на выходе одной из схем 14 или 15 совпадения формируется код коррекции, поступающий в сумматор 3, где суммируется с результатом измерения.

Использование изобретения по сравнению с известным позволяет автоматизировать выбор поддиапазона, в котором допускается взвешивание с данным контрольным грузом, уменьшить число контрольных грузов, необходимых для работы весов во всем диапазоне взвешивания, при сохранении заданной точности определить поддиапазон взвешивания с использованием одного контрольного груза.

При этом обеспечивается повышение точности измерения массы и упрощение эксплуатации весов.

Формула изобретения

Весы, содержащие грузоприемную платформу с силоизмерительным датчиком, подключенным к входу аналого-цифрового преобразователя, выходом соединенного с первым входом сумматора, выход которого

подключен к табло и первому входу запоминающего устройства, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления, контрольный груз и генератор, отличающиеся тем, что,

с целью повышения точности и упрощения эксплуатации, в них введены арифметическое устройство, первые и вторые схемы сравнения и схемы совпадения, преобразователь кода, первый и второй задатчики кода и набор дополнительных контрольных грузов на весь диапазон взвешивания, причём масйа каждого из контрольных грузов выражается целым числом, равным среднему значению соответствующего поддиапазона, а выходы старших разрядов запоминающего устройства соединены с кодовыми входами арифметического устройства, выходы младших разрядов запоминающего устройства подключены к

кодовым входам преобразователя кода, одна группа входов первой схемы сравнения подключен к выходам первого задатчика кода, другая группа ее входов - к выходам арифметического устройства, выход первой

схемы сравнения подключен к входу блока управления, одна группа входов второй схемы сравнения подключена к выходам второго задатчика кода, другая группа ее входов - к части выходов младших разрядов запоминающего устройства, при этом первый выход второй схемы сравнения подключен к первому входу первой схемы совпадения и первому входу преобразователя кода, а второй выход - к первому входу второй схемы

совпадения, выход сумматора подключен к первому входу арифметического устройства, генератор - к второму входу арифметического устройства и второму входу преобразователя кода, выходом подключенным к вторым входам первой и второй схем совпадения, третьи входы которых подключены к второму выходу блока управления.

Изобретение относится к весоизмерительной технике и позволяет повысить точность и упростить эксплуатации. Сигнал силоизмерительного датчика 1 преобразуется аналого-цифровым преобразователей и поступает в сумматор 3. Периодически производится взвешивание контрольного груза, результат которого с выхода сумматора 3 по команде блока управления 5 поступает в запоминающее устройство 7, Результат взвешивания измеряемого груза с выхода сумматора 3 поступает на вход арифметического устройства 8, на другие входы которого поступает код числа из старших разрядов запоминающего устройства 7. В арифметическом устройстве 8 вычисляется модуль разности этих двух чисел и в. параллельном коде подается на схему срэв- нения;9, где сравнивается с кЬдомбтз;)дат- чика 11. 1 ил. .,-,;.;:-/;/ . - v :