Весоизмерительное устройство Советский патент 1979 года по МПК G01G7/04 

Изобретение относится к весоизмерительной технике. Известны весоизмерительные устрой ства, содержащие рычажную систему с датчиком отклонения и магнитоэлектри ческим преобразователем 1,(2. Ближайшим по технической сущности к предлагаемому является силоизмери тельное устройство, содержащее рычажную систему, связанную с подвижной катушкой магнито-электрического обрат ного преобразователя, механическим узлом грубой балансировки и индикато ром рассогласования, соеди 1ениым с фазочувствйтельным каскадом, связанным через блок управления с генератором импульсов, подключенным к счётному входу первого счетчик т, и с шиной реверса первого счетчика, выходы которого соединены с блоком управления и схемой сравнения, соединенной также с выходами второго счетчика, счетный вход которого соединен с генератором стабильной частоты, а выход через первую схему ИЛИ соединен с единичным установочным входом триггера, нулевой установочный вход которого подключен к выходу второй схемы ИЛИ, соединенной с выходом схемы сравнения, а выход триггера соединен с переключателем, соединенным с источником стабильного тока, подвижной катушкой магнитоэлектрического обратного преобразователя и эквивалентом катушки (3. Это устройство характеризуется недостаточной точностью, обусловленной дрейфом нуля рычажной системы. Цель изобретения - повышение точности устройства путем автоматической компенсации дрейфа нуля, рычажной системы. Для этого в предлагаемое устройство введены третий счетчик, элемент сравнения, две. схемы И, дополнительныч триггер и ключ, причем блок управления соединен с шиной реверса третьего счетчика, счетный вход которого через ключ, связанный с блоком управления, соединен с выходом управляемого генератора импульсов, выходы треть- го счетчика совместно с выходами младших разрядов второго счетчика подключены к элементу сравнения, выходы второго счетчика соединены также с первой схемой И, выход которой соединен с первой схемой ИЛИ и единичным установочным входом дополнительного триггера, нулевой установочный вход которого соединен с выходом второго счетчика, а выход дополнительного триггера и выход элемента сравнения подключены к входам второй схемы И, выход, которой соединен со входом второй схемы ИЛИ. На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - временная диаграмма, поясняющая работу элементов компенсации дрейфа нуля. Устройство содержит рычажную систему 1 с крестообразными ленточными шарнирами 2 и грузоприемной платформой 3, механический узел 4. грубой балансировки нуля, магнитоэлектрический обратный преобразователь 5 с подвижной катушкой 6, связанной с рычажной системой 1, емкостный индикатор 7 перемещения, ротор 8 которог связан с рычажной системой, фазочувствительный каскад 9, блок 10 управл ния, управляемый генератор 11 импуль сов, первый счетчик 12, ключ 13, третий .счетчик 14, схему 15 сравнения, второй счетчик 16, генератор 17 стабильной частоты, элемент 18 сравнения, первую схему.И 19, дополни-тельный триггер 20, первую схему ИЛИ 21, триггер 22, вторую схему ИЛИ 23, вторую схему И 24, переключатель 25, источник 26 стабилизированного тока и эквивалент 27 катушки 6. Работа устройства основана на ком пенсации силы тяжести взвешиваемого груза силой, создаваемой магнитоэлек трическим обратным преобразователем и определяемой взаимодействием магнитного поля с осредненным током в подвижной катушке, определяемым как п - п и И п . где U - стабилизированный ток источника 26; - длительность импульса тока (см. фиг. 2); Т - период импульсной последовательности (см. фиг. 2), определяемый, отношением объема второго счетчи ка 16 к час-Еоте импульсов генератора 17; N - Объем счетчика 16; п - показание счетчика 12. Формирование токовых импульсов осуществляется широтно-импульсным мо дулятором, содержащим первый счетчик 12, схему 15 сравнения, второй счет чик 16, генератор импульсов 17, триг гер 22, а также переключателем 25. Устройство работает следующим образом. При выведении рычажной системы 1 из положения равновесия под действие взвешиваемого груза по сигналу индик тора 7 фазочувствительный каскад 9 через блок .10 управления запускает генератор 11 и разрешает сложение им пульсов в первом счетчике 12. По мер роста числа импульсов в счетчике 12 увеличивается и время пребывания триггера 22 в единичном состоянии. определяемое разностью между моментами поступления на него импульсов переполнения со счетчика 16 через первую схему ИЛИ 21 и от схемы 15 сравнения через вторую схему ИЛИ 23. Это приводит к росту Oj Суть автоматической коррекции нуля заключается в том, что период импульсов тока, поступающих в катушку 6, разбивается на две части {см. фиг. 2). Участок ОА является информационным, а участок АВ служит для коррекции нуля. Длительность участка ) определяется допустимым пределом взвешивания. На этом участке формируются импульсы тока, дтштельность которых является эквивалентом измеряемого веса. Выходы триггеров счетчика ib ооъединены схемой И 19 так, что при достижении в счетчике 16 показания, сона выходе ответствующего .C , схемы И 19 формируется импульс, устанавливающий триггеры 20 и 22 в единичное состояние. Триггер 20 устанавливается в нулевое состояние импульсом переполнения счетчика 16. При сравнении показаний в счетчике 14 и младших разрядах счетчика 16 элемент 18 сравнения вырабатывает импульс, устанавливающий триггер 22 в нулевое состояние. Количество используемых младших разрядов счетчика 16, так же как и объем счетчика 14-, определяется, исходя из реального диапазона дрейфа нуля весоизмерительного устройства. Это определяет длительность участка АН (см. фиг. 2), предназначенного для формирования импульсов to , позволяющих компенсировать дрейф нуля устройства. Последовательность операций по . подготовке весов к работе в режиме автоматической компенсации дрейфа нуля заключается в следующем. При нулевом показании в счетчике 14 () рычажная система 1 выводится из положения равновесия регулировкой узла.4 грубой балансировки нуля так, чтобы в счетчике 12 установилось показание, равное примерно половине объема счетчика 14. По команде с блока 10 управления открывается ключ 13, через который импульсы генератора 1Г, включенного блоком 10 управления, проходят на счетчики 12 и 14. При этом счетчик 12.работает в вычитающем режиме, а счетчик 14 - в режиме сложения импульсов . При нулевом показании в счетчике 12 блок 10 управления закрывает ключ 13.Если в процессе эксплуатации в результате ухода нуля появляется показание в счетчике 12, при отсутствии взвешиваемого груза на грузоприемной платформе 3, описанная выше операция повторяется, и счетчик 12, показание которого является выхо ной информацией, вновь приводится нулевое состояние. При противополож ном направлении дрейфа нуля возника необходимость уменьшения длительнос импульса ip (см. фиг. 2). Эта сит ация характеризуется нулевым состоя нием счетчика 12 и наличием сигнала вычитания на его шине реверса. При этом для исключения возможных сбоев в работе счетчика 12 на его входе имеется логическая схема, запрещающ в этом случае прохождение импульсов на счетчик 12. По команде блока 10 управления включается генератор 11 импульсов, счетчик 14 переводится в режим вычитания и показание в нем уменьшается до уравновешивания рычаж ной системы 1, фиксируемого индикат ром 7 и фазочувствительным каскадом Таким образом автоматически осуще ствляется компенсация дрейфа нуля рычажной системы.. Эти же элементы мо гут служить и для компенсации веса тарной нагрузки. Например, в весах с диапазоном измерения 0-3 кг емкость счетчиков 12 и 16 равна 3999 дискретных единиц. Из них 3000 единиц предназначены для рабочего диапазона измерений, а 999 единиц - для коррекции дрейфа нуля предлагаемых весов и компенсации тарной нагрузки. Емкость счетчика 14 равна 999 единиц и элемент 18 сравнения сравнивает показание счетчика 14 с тремя разрядами (из четырех) счетчика 16, Частота проведения коррекции нуля ве соизмерительного устройства зависит от скорости дрейфа нуля и осуществля ется автоматически по командам блока 10 управления. .После коррекции нуля весов при наложении на грузоприемную платформу 3 пустой тары происходит измерение ее веса, а по команде оператора через блок управления 10 показание счетчика 12 по рассмотренному же ранее принципу переписывается в счетчик 14, суммируясь с записанным в нем ранее числом (эквивалентом смещения нуля). При нагружении тары взвешиваемым грузом показание в счет чике 12 соответствует весу груза. Блок 10 управления соединен с выходами триггеров первого счетчика 12 для исключения сбоев при перегрузке весоизмерительного устройства (например, при наложении на грузоприемную платформу 3 груза весом более 3 кг при максимальном пределе 3 кг). Эта ситуация характеризуется наличием максимального показания в первом счетчике 12 и недокомпенсацией измеряемого веса. При этом блок 10 управления запрещает генерацию импульсов генератору 11 и сигнализирует о перегрузке (на фиг. 1 элементы индикации не показаны). Формула изобретения Весоизмерительное устройство, содержащее рычажную систему, связанную с подвижной катушкой магнитоэлектрического обратного преобразователя, механическим узлом грубой балансировки и индикатором рассогласования, соединенным с фазочувствительным каскадом, связанным через блок управления с управляемым генератором импульсов , подключенным к счетному входу первого счетчика, и С шиной реверса первого счетчика, выходы которого соединены с блоком управления и схемой сравнения, соединенной также с выходами второго счетчика, счетный вход которого соединен с генератором стабильной частоты, а выход через первую схему ИЛИ соединен с единичным установочньви входом триггера, нулевой установочный вход которого подключен к выходу второй гхемы ИЛИ, соединенной с выходом схемы сравнения, а выход триггера соединен с переключателем, соединенным с источником стабильного тока, подвижной катушкой магнитоэлектрического обратного преобразователя и эквивалентом катушки, отличающееся тем, что, с целью повышения его точности путем автоматической компенсации дрейфа нуля рычажной системы, в него введены третий счетчик, элемент сравнения, две схемы И, дополнительный триггер и ключ, причем блок управления соединен с шиной реверса третьего счетчика, счетный вход которого через ключ, связанный с блоком управления, соединен с выходом управляемого генератора импульсов, выходы третьего счетчика совместно с выходами младших разрядов второго счетчика подключены к элементу сравнения, выходы второго счетчика соединены также с первой схемой И, выход которой соединен с первой схемой ИЛИ и единичным установочным входом дополнительного Триггера, нулевой установочный вход которого соединен с выходом второго счетчика, а выход дополнительного триггера и выход элемента сравнения подключены к входам второй схемы И, выход которой соединен со входом второй схемы ИЛИ. Источники информации, принятые во Еииманйе при экспертизе 1.Авторское -свидетельство . 349905, М клf Q01 G 23/36, 1970, 2.Патент Швейцарии 529998, кл. G 01 G 7/02, 1973. 3i Алиев Т.М, и др. Автоматичес- кие измерители давления для объектов ефтяной промышленности, М., НИИОЭНГ, 1972, с. 13-16.

9ut.l

tu такс

-I

Л

PU2.2