Устройство для дистанционного измерения массы Советский патент 1993 года по МПК G01G23/32 

ним преобразователь напряжение-частота, соединенный выходом с формирователем временного интервала, и блок измерения временного интервала, выполненный в виде последовательно соединенных генератора им гтульсрв эталонной частоты, элемента И, счетчика, дешифратора и индикатора.

Недостатком устройства является неудобство в эксплуатации, обусловленное следующим, Для дистанционного измерения необходимо либо вынесение индикатора в зону наблюдения с помоа ыо кабельной линии связи, либо выполнение индикаторного табло больших размеров при размещении его в зоне измерения. Наличие мощных импульсных электромагнитных помех исключает использование кабельной линии связи. Использование же крупномасштабного индикаторного табло, снабженного электромагнитной защитой от импульсных помех в непосредственной близости от взвешиваемого объекта накладывает ограничения на местоположение наблюдателя, который должен находиться строго с лицевой стороны табло. Световые блики или яркое освещение в помещении, где производится измерение, затрудняют считывание информации. .

Целью изобретения является повышение удобства в Эксплуатации.

Цель достигается тем, что в устройстве для дистанционного измерения веса, содержащее чувствительный элемент, связанный с ним преобразователь напряжение-частота, выходом соединенный с формирователем временного интервала, и блок измерения временного интервала, выполненный в виде последовательно соединенных генератора импульсов эталонной частоты, элемента И, счетчика, дешифратора и индикатора, согласно изобретению, введены блок импульсного питания с газоразрядной лампой-вспышкой, первым и вторым входами соединенный с первым и вторым выходами формирователя временного интервала, а в блок измерения временного интервала введены последовательно соединенные фотодиод и формирователь импульсов, выходом подключенный к другому входу элемента И, при этом чувствительный элемент, преобразователь напряжение-частота, формирователь временного интервала и блок импульсного питания с газоразрядной лампой-вспышкой установлены в автономном модуле между взвешиваемым грузом и крюком-подвесом груза, а блок измерения временного интервала выполнен в виде автономного переносного модуля.

Формирователь временного интервала выполнен в виде генератора эталонной частоты, делителя частоты, переключателя, триггера и счетчика, при этом выход генератора эталонной частоты подключен ко входу делителя частоты и через переключатель - к

счетному входу счетчика, установочный вход которого соединен с выходом триггера, а вход изменения направления счета - с первым входом триггера, управляющим входом переключателя, выходом делителя частоты и является первым выходом формирователя временного интервала, вторым выходом которого является выход счет- чика, подключенный к второму входу триггера, а входом - другой вход переключателя.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, на фиг. 2 - схематично показано размещение автономных модулей устройства относительно друг друга; на фиг. 3 - формирователь временного интервала; на фиг. 4 - блок импульсного питания; на фиг, 5 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.. Устройство для дистанционного измерения веса (фиг. 1) содержит передающий . автономный модуль 1 и приемный автономный модуль 2. В состав передающего модуля 1 входит чувствительный элемент 3, связанный с ним преобразователь 4 напряже.ние-частота, формирователь 5 временного интервала пропорционального частоте с двумя выходами 6 и 7, блок 8 импульсного питания с выходами 9 и 10 и выходами 11 и 12 и газоразрядная лампа 13. Выход преобразователя 4 подключен ко входу формирователя 5, выходы 6 и 7 которого соединены со входами 9 и 10, соответственно, блока 8, подключенного выходами к электродам газоразрядной лампы 13. Приемный автономный модуль 2 содержит фотодиод 14, генератор 15 эталонных импульсов, формирователь 16 импульсов, элемент 17 1/1, счетчик 18, дешифратор 19, индикатор 20. Входы элемента 17 И подключены к генератору 15

эталонных импульсов и формирователя 16, а выход - ко входу счетчика 18, выход которого через дешифратор 19 подключен к индикатору 20.

Передающий модуль 1 выполнен в виде

переходника между подвесом груза 21 и крюком 22 подъемного крана. Автономный приемный модуль 2 может устанавливаться на значительном удалении от места взвешивания при наличии открытого оптического

канала между газоразрядной лампой 13 и фотодиоды 14 (фиг. 2),

Формирователь 5 временного интервала пропорционального частоте (фиг. 3) содержит генератор 23 эталонной частоты с

делителем 24 частоты, управляемый переключатель 25, триггер 26 и счетчик 27 с изменяемым направлением счета. Выход генератора 23 подключен ко входу делителя 24 частоты и к первому входу переключателя 25, второй вход которого служит входом формирователя 5, а выход подключен к счетному входу с счетчика 27. Установочный вход счетчика 27 подключен к выходу триггера 26, первый вход которого соединен со входом изменения направления счета счетчика 27, с выходомделителя 24 частоты и с выходом 6, а второй вход подключен к выходу счетчика 27, объединенному с выходом 7.

Блок 8 импульсного питания газоразрядной лампы 13 (фиг. 4) содержит первую и вторую дифференцирующие цепи 28 и 29, схему 30 ИЛИ, формирователь 31 импульсного запуска, высоковольтный преобразователь 32, накопительные конденсаторы 33, 34, диоды 35, 36, транзисторный ключ 37, электромагнитное реле 38 с перебрасывающим контактом 39. Входы дифференцирующих цепей 28 и 29 соединены со входами 9 и 10 блока 8, а их выходы через элемент 30 ИЛИ подключены к первому входу формирователя 31, в торой вход которого соединен с выходом высоковольтного преобразователя 32. Выход преобразователя 32 через диоды 35 и 36 подключен так же к накопительным конденсаторам 33, 34, соединенным через перебрасывающий контакт 39 с выходом 11 блока 8. Электромагнитное реле 38 включено в коллекторную цепь ключа 37, база которого соединена со входом 9. Выход 12 подключен к выходу формирователя 31 импульса запуска.

Передающий модуль 1 устройства работает следующим образом.

Под воздействием веса груза 21 в чувствительном элементе 3 возникает механиче- ское напряжение, а на выходе преобразователя 4 напряжение-частота формируются импульсы, частота которых пропорциональна весу груза (фиг, 5а). Эти импульсы поступают на вход формирователя 5 временного интервала, пропорционального частоте. В момент времени, соответствующий началу формируемого интервала, на выходе 6 формирователя 5 формируется уровень лог. 1, а в момент времени, соответствующий окончанию временного интервала, уровень лог. 1 формируется на выходе 7 формирователя 5.

Работа формирователя 5 происходит так. Частота генератора 23 эталонных импульсов (фиг. 56) поступает на делитель 24 с большим коэффициентом деления. При установлении на выходе делителя 24 (фиг, 5в) уровня лог. 1 счетчик 27 устанавливается в режим прямого счёта, ключ 25 переводится в положение Б, и импульсы с выхода преобразователя 4 (фиг. 5а) поступают на счетный вход счетчика 27. За время Ti счетчик 27 считает поступающие на него импуль- 5 сы. При появлении на выходе делителя 24, а следовательно и на выходе 6 формирователя 5, уровня лог, 1 счетчик 27 переводится в режим обратного счета реверс, а ключ 25 переключается в положение А. На счетный

10 вход счетчика 27 начинают поступать импульсы с генератора 23, при этом происходит вычитание ранее накопленного числа импульсов (фиг. 5г). Через время Т2 вычитается последний импульс, и на выходе счет5 чика 27, а следовательно и на выходе 7 формирователя 5, формируются уровень лог. Первый по времени уровень лог. Г с выхода 6 формирователя 5 подается на, вход 9 блока 8 импульсного питания и ини0 циирует первый импульс запуска газоразрядной лампы 13, соответствующей началу формируемого временного интервала. Второй по времени уровень лог. 1 с выхода 7 формирователя 5, подается на вход 10 блока

5 8 и инициирует второй импульс запуска газоразрядной лампы 13, соответствующий окончанию формируемого временного интервала.

Работа блока 8 импульсного питания

0 происходит так.

В исходном положении один из кондеЦ- саторов, например, 33, заряжен от преобразователя 32 через диод 35 некоторого напряжения, которое приложено к аноду га5 зоразрядной лампы 13. При поступлении напряжения на вход 9 на выходе дифференцирующей цепи 28 формируется импульс (фиг, 5ж), который через схему 30 ИЛИ поступает на вход формирователя 31 импульса

0 запуска, выход которого подключен к поджигающему электроду газоразрядной лампы. При разряде конденсатора 33 через лампу 13 генерируется первая световая вспышка. Одновременно сигналом с входа

5 9 открывается транзисторный ключ 37 и срабатывает электромагнитное реле 38. Поскольку длительность включения реле 27; намного больше времени световой вспышки контакт 39 реле 38 перебросится к заряжен0 ному конденсатору 34 через время Тз (время задержки срабатывания реле). При поступлении напряжения на вход 10 блока 8 на выходе дифференцирующей цепочки 29 формируется импульс (фиг. 5з), который че-.

5 рез схему 30 МЛ И, запускает формирователь 31. При разряде конденсатора 34 генерируется вторая световая вспышка. Интервал времени между двумя вспышками Тизм/Фопорционален весу груза 21. Нулевое состояние счетчика 27 удерживается до

тех пор, пока на выходе делителя 24 состо- яние лог. 1 не сменится на состояние лог. О. При появлении лог. О весь процесс повторяется, и через время 2Ti-TMsM генерируется вторая пара световых вспышек, интервал между которыми несет полезную информацию. Таким образом, процесс измерения является цикличным, что позволяет на приемном пункте осуществить многократное измерение.

Приемный модуль 2 (фиг. 1) работает следующим образом. В исходном состоянии счетчик 18 обнулен, на выходе формирователя116 состояние лог, 0. При воздействии перв ого светового импульса на светодиод 14, На выходе формирователя 16 возникает состояние лог. 1, при этом открывается элемент 17 И. Сигнал с генератора 15 эталонных импульсов поступает в счетчик 18. По приходу второго светового импульса на выходе формирователя 16 появляется сигнал .лог, 0, элемент И закрывается, и смет импульсов в счетчике 18 прекращается.

Результат счета через дешифратор 19 выводится на индикатор 20. Частота импульсов генератора 15 выбрана таким образом, чтобы на индикаторе 20 отражался вес поднятого груза. ;

Формула изобретен ия

1. Устройство для дистанционного измерения массы.(содержащее чувствительный элемент, связанный с ним преобразователь напряжение-частота, выходом соединений с формирователем временного интервала, выполненный в виде последовательно соединенных генератора импульсов эталонной частрты, элемента, счётчика, дешифратора, w индикатора, о т л и ч а ю ще ее я тем, что, с

целью повышения удобства в эксплуатации, в него введены блок импульсного питания с газоразрядной лампой-вспышкой, первым и вторым входами соединенный с первым и

вторым выходами формирователя временного интервала, а в блок измерения временного интервала введены последовательно соединенные фотодиод и формирователь импульсов, выходом подключенный к другому входу элемента, при этом чувствительный элемент, преобразователь напряжение-частота, формирователь временного интервала и блок импульсного питания с газоразрядной лампой-вспышкой

установлены в автономном модуле между взвешиваемым грузом и крюком-подвесом груза, а блок измерения временного интервала выполнен в виде автономного переносного модуля.

5

0

5

2. Устройство по п. 1, 6 т л и ч а ю щ е е- с я тем, что формирователь временного интервала выполнен в виде генератора эталонной частоты, делителя частоты, переключателя, триггера и счетчика, при этом выход генератора эталонной частоты подключен к входу делителя частоты и через переключатель - к счетному входу счетчика, установочный вход которого соединен с выходом триггера, а вход изменения направления счета - с первым входом триггера, управляющим входом переключателя, выходом делителя частоты и является первым выходом формирователя временного интервала, вторым выходом которого является выход счетчика, подключенный к второму входу триггера, а входом - другой вход переключателя.,.

Фиг. 7

Фиг.2.

Фие.З