ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЕСА ТЕЛА, ПОМЕЩЕННОГО В ЗАМКНУТЫЙ Советский патент 1973 года по МПК G01L1/18 

1

Изобретение относится к приборам для физико-химических исследований, связанных с измерением сил, действующих на тела, находящиеся в зам-кнутых сосудах; например измерением веса тела, магнитных и электрических сил, гидростатических, гидродинамических, аэродИНамических и других.

Известны устройства для измерения сил, действующих в замкпутых сосудах, состоящие из обычных весов, находящихся вне сосуда, связанных магнитной или другой связью с телом, находящимся в замкнутом сосуде без соприкосновения с окружающими теламн, на которое действуют силы, подлежащие измерению.

К таким Зстройствам относятся весы Гаста, содержащие подвижную часть коромысловых весов с системой слежения за ее перемещением, постоянный мапнит с соленоидом, прикрепленные к подвижной части коромысловых весов, и замкнутый сосуд, в который помещена чашка весов, прикрепленная ко второму постоянному магннту. Но, кроме постоянного магнита, к рычагу таких весов подвещивается еще и соленоид, который имеет электрические вводы. При перемещении рычага весов электрические вводы вносят механическую реакцию, что загрубляет весы (снижает точность весов). Кроме того, соленоид

дополнительно нагружает весы, что ограничивает пределы измерений весов и . Для увеличения точности предлол енный измери тель снабжен дополнительной следящей

системой за перемещением тела, содержащей второй неподвижный соленоид вокруг магнита тела, а магнит коромысла выполнен в виде двух частей, обращенных навстречу разноименными полюсами, при этом нижняя часть

магнита охвачена третьим неподвижным соленоидом, последовательно соединенным со вторым соленоидом.

На чертеже представлена схема описываемого устройства.

В замкнутом изоли рованном пространстве / «парит свободно, без соприкосновения с окружающими теламн постоянный 2, к которому прикреплена чашка 3 с измеряемой нагрузкой. Положение подвижного магнита 2 контролируется следян ей системой с автоматическим регулирован1;1 ем, которая состоит из металлической пластины (дно чашки 3), высокочастотного контура катущкм 4, высокочастотного генератора 5, операционного

усилителя 6 постоянного тока, соленоидов 7 и 8. Дополнительный магнит 9 жестко связан с основным магнитом W и коромыслом // весов, положение которого контролируется собствевной следящей системой с автоматическим регулированием. Следящая система состоит из

металлической пластины 12, высокочастотного контура катушки 13, высокочастотного генераторра 14, операционного усилителя /5 постоянного тока и соленоида 16.

Устройство работает следующим образом.

При увеличении или уменьшении силы, действующей на чашку 3, ее металлическое дно приближается или удаляется к катушке 4, находящейся в сеточнюм контуре высокочастотного генератора 5, и изменяет добротность ее контура. Это приводит к изменению величины выходного сигнала генератора, который поступает на вход операционного усилителя 6 и далее в последовательно соединенные соленоиды 7 и 5.

Ток Б соленоиде 7 компенсирует изменение веса магнита 2. Одновременно этот же ток протекает по соленоиду 8, воздействуя на магнит 9, .прикрепленный к коромыслу //. За положением весов следит аналогичное автоматическое устройство, работающее следующим образом: при приближении (или удалении) металлической пластины 12, жестко прикрепленной к рычагу весов, к катушке 13 изменяется добротность сеточного контура генератора 14, что приводит к изменению выходного сигнала операционного усилителя 15. Далее сигнал поступает на соленоид 16, который воздействует на магнит 10, прикрепленный к рычагу весов. Магниты 2 w 9 обращены друг к другу разноименными полюсами.

Рассмотрим, например, случай увеличения силы (веса), действующей на подвижный магнит 2, находящийся в замкнутом лространстве. В начале измерения весы механически уравновешиваются, вес магнита 2 с чашкой 3 полностью уравновешивается силой притяжения 1К магниту 9, и токи в соленоидах 7, 8 и 16 равны нулю. При увеличении нагрузки на

чашку 3 она опускается, и в соленоиде 7 появляется ток, создающий выталкивающую силу, действующую на магнит 2. Таким образом автоматически регулируется положение магнита 2 в вертикальном направлении. Так как соленоид 8 включен последовательно с соленоидом 7, в нем протекает тот же ток, регулирующий положение магнита 9. Один и тот же ток в соленоидах 7 и S заставляет магниты 2

и 9 неремещаться на одно и то же расстоявие в одном .направлении. Таким образом сохраняется постоянство зазора между магнитами 2 и 9. Мерой изменения веса является разность

токов соленоидов 16 и 8, измеряемых приборами 17 и 18 (при одинаковом числе витков), так как при увеличении веса соленоид 16 воздействует на подвижную систему с силой, направленной вверх, а соленоид 8 - с силой,

иалравленной вниз.

Предмет изобретения

Измеритель веса тела, помещенного в замкнутый сосуд, содержащий магнит, укрепленный на теле, коромысловые весы со следящей системой для слежеиия за перемещением коромысла и постоянным магнитом на нем, окруженным неподвижным соленоидом и обращенным разноименным полюсом к магниту

тела, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности, он снабжен дополнительной следящей системой для слежения за перемещением тела, содержащей второй неподвижный соленоид вокруг магнита тела, а магнит

коромысла выполнен в виде двух частей, обращенных навстречу разноименными полюсами, при этом нижвяя часть магнита охвачена третьим неподвижным соленоидом, последовательно соединенным со вторым соленоидом.

16