Цифровое измерительное устройство для тензометрических весов Советский патент 1978 года по МПК G01G23/36 

которого подключен тен гомегрически.х датчиков 2, а к друг эму - выход автокомпенсатора 3. К выходу элемента 1 подключены входы двух буферных, усилителей 4 и 5, выходы которых через разпелнтельные конденсаторы 6 и 7 подключены к входам фазочувствительных усилителей 8 н 9. Параллельно входам фазочувствительных усилителей включены транзисторные ключи 1О и 11, управляемые через диоды 12 н 13. Питание фазочувствительных усилителей произЬоднтся через диоды 14 и 15, Выходы фазочувствительных усияйтелей поаключены к анализатору 16 выходных, сигналов, который управляет работой автокомпенсатора 3. Узел управления 17 задает ритм работы устройства, синхронный с частотой источника переменного на1 рижен 1я.

Устройство работает следующим образом

С помощью 1 ензометрнчаских датчиков 2 масса вэоешиваемого объекта преобразуется в электрический сигнал несущей частоты (см, фиг. 2аУ, который поступает на 8.ХОД дифференциального сравнивающегоэлемеита 1. При подаче команды Пуск узел управления 17 вырабатывает прямоугольные импульсы длительностью, равной четырем периодам несущей частоты (см,фиг. 26), iia чала и концы которых совпадают с моментами пере.хода сянусояды нвсушей частоты нарез нулевые значения. Эти импульсы управляют последовательностью и длительностью включения ступеней автокомиеисатора 3, выполненных с весовыми коэффициентами 2-4-2-1. Таким образом на второй вход дифференциального сравнивающего элемента 1 с автокомпенсатора 3 подается ступенчатое напряжение r в каждой ступени которого содер кится чатУре периода синусоиды несущей частоты .(см. фиг.. 2в). В процессе работы в результате срйвнзния сигнала тензомеТрических датчиков (см. фи.г. 2а) с сигналом каждой ступени автокомпенсатора 3 Uj (см. фиг. 2в) дифференциальный сравниваюш.ий элемент 1 выдает ступенчатое результирующее напряж ние Up,- (см.фиг. 22)i фаза которого в отдельных ступенях совпадает с фазой того из сравниваемых напряжений, у которого абсолютное значение больше. Р.езультирующее напряжение, поступает на в.ходы буферных усилителей 4 и 5 и через раздедительные конденсаторы 6 и 7 подается -на входы фазочувствительных усилителей 8 и 9. Фазочувствительные усилители .представляют собой усилители постоянного тока с питанием черездиоды 14 и 15 полупериодами синусоиды несущей час .оты. Причем питание усилителей производится в противофазе, т.е. если на одном из усилителей

присутствует питание, то в этот же момент на другом оно атсутствует.

Таким образом, если на входы фазочувствитсаьных усилителей 8 и 9 поступает снгнал фаза которого совпадает с фазой полупериодов питания, то на выходе усилителей будут выходные сигналы в виде последовательности полупериодов синусоиды несущей частоты. При несовпадении фаз сигналы на выходе будут отсутстгзовать. Следовательно, в зависимости от фазы результирующего напряжения на выходе фазочувствительных усилителей будут;присутствовать или отсутствовать выходные сигналы.

Так в первой ступени U д О.фаза резултирующего напряжения Up (см. фиг. 2г), совпадающая с фазой ,не совпадает с фазой питания фазочупствительных усилителей, и, следовательно, на и.х выходах сигналы отсутствуют. В этом случае первая ступень автокомпенсатора 3 остается включенной, и с выключением второй ступени с сигналом

сравнивается суммарный

тл

Так как U. f(J feaynbсигнал Uk/U.,.,.

D-

l4l

фатирующее напряжение U-pa совпадает с ой литания фазочувствительных усилителей и на выходе каждого усилителя появятся выходные сигналы в виде четырех полуволн синусоиды несущей частоты, сдвинутых меж собой на 180 (см. фиг. 26,6 ).

Эти выходные сигналы поступают на входы анализатора 16 выходных сигналов, где производится качественная и количественная оценки выходных сигналов кakдoгo фазочувсвительного усилителя 8 и 9 в отдельности.

Качественная оценка производится методом стробирования, а количественная - подсчетом полуБо;н выходного-сигнала. При положительной оценке в тходньгх сигналов обоих фазочувствитейьйЫХ усилителей анализатор 16 выдае .сигнёей. на этключение соответству1ощей ступени автокомпенсатора 3. Таким образом, анализатор 16 noBijpiaет достоверность оценки результатов сравнения сигналов 1 л, -к.-Исключение влияния постоянных составляющих сигнала на пере.ходНый процесс перезаряда разделительных конденсаторов 6 и 7 от действия перегрузок в буферных уси.лителях 4 и 5 и другах факторов (дрейф нуля буферных усилителей, импульсные помехи) при оценках результирующего напряжения низкого уровня, производится транзисторными ключами 10 и 11, которые управляются полуволнами синусоиды несущей частоты через диоды 12 и 13. Эти ключи открываются в полупериоды отсутствия питания на соответствующих фэзочувствительных усилителях 8 и 9, что исключает влияние на режим работы этих усилителей процессов разряда разделительных конденсаторов через ключи и изменение параме- ров входных цепей. Параметры входных цепей фазочувствительных усилителей и емкость разделительных конденсаторов 6, 7выбраны такими, чтобы при открытых клк чах 10 и -11 переходный процесс разряда конденсаторов 6 и 7 закончился за полупериод несушей частоты. Такое выполнение устройства позволяет производить одноразовые измерения с доста точно высокой точностью и работать на несущей частоте промышленной сети, т.е. на синусоидальном напряжении частотой 50 Гц 8результате этого упрошается схема устройства, а ; исключение специального источника переменного напряжения, сумматора и счетчиков многократных измерений позволяе повысить его надежность. Формула изобр, етения Цифровое измерительное устройство для тензометрическнх весов, содержащее тёнзодатчики и аналого-цифровой еиатокомпенсатор, подключенный к нуль-органу с буферными усилителями, н разделнтельнь ми конденсаторами, связанному с анализатором выходных сигналов, узел управления и источник переменного напряжения, отличающееся тем, что, с целью его упрощения н повышения надежности, нуль-орган снабжен двумя фазочувствительными усилителями, запитанными от разных фаз источника переменного напряжения, входы которых через разделительные конденсаторы соединены с выходами буферных усилителей, а выходы подключены к анализатору выходных сигналов, и двумя транзисторными ключами, подключенными параллельно входам фазочувствительных усилителей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство № 213371, М.Кл. GO1 (ч 23/36, 1966. 2- Авторское свидетельство № 31G94O, М.Кл. GOIG, 23/36, 1969. 3. Авторское свидетельство № 358626, 23/36, 197О.

)m -r/V 4 ,t/r,

f / / /4.

ЧУЧААЛ -

Фиг. г