Весы Советский патент 1993 года по МПК G01G3/16 

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано, например для прецизионного измерения массы при дискретном или непрерывном взвешивании.

Известны карманные весы, содержащие корпус, включающий верхнюю и нижнюю крышки, боковые стенки и опорные стойки, на которых консольно укреплены пружины и датчики силы, подключенные к индикатору и источнику тока. Недостатками данного устройства являются: невысокая точность измерения, обусловленная наличием пружинного механизма, имеющего низкую стойкость к циклическим нагруже- ниям.

Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому являются карманные весы, содержащие корпус с нагрузочной платформой, в котором расположены пьезокварцевые элементы, электроды которых подключены к транзисторным возбудителям, и индикатор. Недо- статок этих весов заключается в невозможности взвешивания с приемлемой точностью в случае изменения центра тяжести груза.

Цель изобретения - повышение точности измерения путем устранения неортогональных нагружений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения масс, содержащее корпус с нагрузочной платформой и прикрепленным к нему одним концом чувствительным элементом в виде бруса с двумя выточками, на полках которых закреплены пьезокварцевые элементы, подключенные к транзисторным возбудителям, входы которых подключены к входам вычитателя, подключенного через счетчик к индикатору, введены две мембраны и шток, в котором выполнен паз, причем мембраны герметично закреплены в корпусе, выполненном цилиндрическим, и соединены своими центрами посредством штока, в пазу которого закреплен другой конец чувствительного элемента, а нагрузочная платформа закреплена на верхнем конце штока. Предлагаемое устройство, как и прототип, позволяет производить взвешивание различных предметов, компенсируя вес предметов силой упругости, возникающей при нагруже- нии брускового кварцевого конструктива ь численно отображает величину этой силы

ел

С

vi

00 Ю 00

VI ел

В отличие от прототипа, в устройстве введены две мембраны, соединенные центральной частью со штоком, в пазу которого закреплен конец бруса чувствительного элемента, а на верхней части штока закреплена нагрузочная платформа. Такое решение обуславливает соответствие критерию новизна. Мембраны, герметично закрепленные в корпусе, и шток образуют механизм поступательного движения. Аналогичный механизм реализован в виде параллёлограммной рамы в электромагнитных весах, например, отечественных ВЛЭ- 1. Заявляемое решение допускает вертикальный ход грузовой платформы, но оно абсолютно жестко в отношении горизонтальных и наклонных перемещений. Такими свойствами не обладают известные электронные весы, например, ВЛЭ-1, у которых применены дополнительные компенсаторы. В этом заключается существенное отличие заявляемого устройства.

На чертеже показаны два вида на устройство в плане с вырезами со схемой соединения элементов.

Устройство содержит корпус 1, в котором закреплены мембраны 2 - верхняя и 3 - нижняя, брус 4 чувствительного элемента с пьезокварцевыми элементами 5 и 6, на главных гранях которых нанесены металлические электроды 7. Пьезокварцевые элементы 5, 6 закреплены в выточках 8, 9, выполненных на брусе 4. Через центры мембран 2, 3 проходит шток 10, с нагрузочной платформой 11. В состав электронной части устройства входит съемное цифровое табло 12, транзисторные возбудители 13, 14, вычитатель 15, счетчик 16. В корпусе 1

расположен источник тока (не показан). Работа устройства для измерения масс основана на прямом и обратном пьезоэлектрических эффектах, силочастотном эффекте.

Устройство работает следующим образом.

Для работы включают источник тока, обеспечивая электропитанием все электропотребляющие элементы устройства. В исходном положении мембраны 2 и 3 удерживают шток 10 и нагрузочную платформу 11, брус не нагружается, и в подэлек- тродных зонах каждого пьезокварцевого

элемента 5, б возбуждены пьезоэлектрические колебания с частотой F0. При помещении на нагрузочную платформу 11 измеряемого объекта, пьезокварцевые элементы 5, 6 воспринимают усилие, направленное вниз по оси ОО1, которое в первом элементе 5 создает сжимающее усилие, а во втором 6 растягивающее, В силу силоча- стотного эффекта частота пьезоэлектрических колебаний в элементе 5 увеличивается,

а в элементе 6 уменьшается. После суммирования электрических сигналов по частоте в счетчике 16 вырабатывается сумма прироста частоты элементов 5, 6. На цифровом индикаторе 12 отображается суммарное

значение частоты пьезоэлектрических колебаний элементов 5, 6, соответствующее величине измеряемой массы объекта (с коэффициентом преобразования), поскольку преобразование происходит по линейному закону.

Устройство может использоваться для измерения массы твердых предметов. Процесс измерения описан выше.

Использование: весоизмерительная техника. Сущность изобретения: весы содержат корпус (1) с нагрузочной платформой (11) и прикрепленным к нему ОДНИУ концом чувствительным элементом в виде бруса (4) с двумя выточками (8, 9). Корпус (1 выполнен цилиндрическим с двумя герметично закрепленными мембранами (2, 3). Своими центрами мембраны (2, 3) соединены со штоком (10), в котором выполнен паз. В пазу закреплен другой конец бруска (4). Нагрузочная платформа (11) закреплена на верхнем конце штока (10). 1 ил.

Формула изобретения

Весы, содержащие корпус с нагрузочной платформой и прикрепленным к нему одн Им концом чувствительным элементом в виде бруса с двумя выточками, на полках которого закреплены пьезокварцевые элементы, подключенные к транзисторным возбудителям, выходы которых соединены с входами вычитателя, подключенного через

счетчик к индикатору, отличающиеся тем, что, с целью повышения точности, в них введены две мембраны и шток, в котором выполнен паз, причем мембраны герметично закреплены в корпусе, выполненном цилиндрическим, и своими центрами соединены штоком, в пазу которого закреплен другой конец чувствительного элемента, а нагрузочная платформа закреплена на верхнем конце штока.

( l Ъ Ц 5 7