Устройство автоматической установки нуля весов с цифровой индикацией Советский патент 1979 года по МПК G01G23/14 

1

Изобретение относится к области весоизмерительной техники.

Известны устройства 1, содержащие товарную чашку, усилительный блок, индикаторное устройство, блок сравнения и счетчик.

Однако известное устройство не обеснечивает достаточную производительность и точность взвешивания, так как отсутствует устройство для автоматической установки нуля весов.

Наиболее близким но технической суш,ности к изобретению является устройство 2, содержаш,ее товарную чашку с измерительным мостом, соединенным с блоком усиления, двоично-десятичный счетчик, блок сравнения, нричем двоично-десятичный счетчик соединен с блоком памяти, выход которого соединен с индикатором через калькулятор и привод индикатора, и таймер.

Известное устройство не обеспечивает достаточную точность измерения, обусловленную изменением положения весов (наклон), вибрацией, воздушными потоками, гистерезисом, особенно после взвешивания тяжелого предмета, взвешиванием остатков на чашке, действием температуры на электронные элементы.

Целью изобретения является повышение точности взвешивания.

Это достигается тем. что предлагаемое устройство снабжено блоком коррекции, блоком обработки данных коррекции, блоком деления и двумя дифференцируюшими

блоками, в.ход первого диф(|)еренцируюшего блока соединен с двоично-десятичным счетчиком и с таймером, а его выход соединен с одним из входов блока обработки данных коррекции, другие его входы соединены с блоком сравнения и с таймером, а выходы блока обработки данных коррекции соединены с блоком коррекции и с одним из входов блока деления, другой вход которого соединен со вторым дифференцируюшим блоком; второй дифференцируюш,ий

блок снабжен блоком быстрого поиска, вход которого соединен со вторым дифференцирующим блоком, а выход соединен с блоком коррекции: блок коррекции содержит предварительныи двоично-десятичный счетчик, соединенный с двоично-десятичным счетчиком. На фиг. I и 2 изображено описываемое устройство, вид спереди и сзади; на фиг. 3 - блок-схема устройства; на фиг. 4 - временные диаграммы некоторых сигналов. Устройство автоматической установки нуля весов с цифровой индикацией содержит товарную чашку 1, измерительный мост 2, блок усиления 3, преобразователь 4 напряжения в частоту, двоично-десятичный счетчик 5 с ручным переключателем предварительной установки 6, блок сравнения 7, таймер 8, между двоично-десятичным счетчиком и переключателем предварительной установки 6 установлен блок коррекции 9. Устройство содержит также дифференцирующий блок 10, блок II обработки данных коррекции, блок деления 12, второй дифференцирующий блок 13 с блоком быстрого поиска 14, блок па.мяти 15, калькулятор 16, привод 17 индикатора и индикатор 18. Устройство работает следующим образом Данные о весе поступают на блок усиления 3 и оттуда на преобразователь 4. С преобразователя напряжения в частоту выходит и.мпульсное напряжение. Число весовых импульсов в единицу времени возрастает, то есть плотность следования импульсов возрастает при увеличении веса и наоборот, например, один весовой и.мпульс .может соответствовать 0,5 г. Эта последовательность весовых импульсов поступает на блок деления 12, и последовательность импульсов, выходящих с этого блока, имеет частоту, вдвое .меньшую, то есть, один и.мпульс соответствует 1 г. Эта последовательность весовых импульсов поступает на заранее установленный двоично-десятичный счетчик 5. Выходной сигнал преобразователя напряжения в частоту затем поступает на блок сравнения 7 и на таймер 8. Переключатель ручной предварительной установки 6 двоично-десятичного счетчика 5 устанавливается на величину, менее величины предварительной установки. Процесс автоматической установки нуля основывается на непрерывном наблюдении за счетом, даваемым двоично-десятичным счетчико.м 5, и на управлении на основании этого блоком коррекции 9 величины предварительной уста новки, в результате чего величина предварительной установки изменяется до величины, при которой получается результат измерения 0,000 кг. В соответствии с установкой величины предварительной установки переключателем предварительной установки считывание пустых весов составляло бы 9900 г. Рассмотрим приближение к счету (I )0000 от величины 9900 при быстро.м поиске. Счет двоично-десятичного счетчика 5 (его три старших разряда) непрерывно наблюдается при помощи дифференцирующего блока 13, который наблюдает за величиной счета в диапазоне от 9800 до 999 (N). Символ (N) означает любое число от О до 9. Когда весы включаются, счет двоично-десятичного счетчика 5 лежит в указанных пределах даже в случае, когда результат изменений под действием различных возмущающих факторов, соответствующих ±100 г, имел место после предварительной установки переключателем 6. Когда блок 13 дифференцирования обнаруживает, что счет двоично-десятичного счетчика 5 лежит в пределах диапазона дифференцирования, он управляет при помощи блока быстрого поиска 14 блоком коррекции 9 величины предварительной установки, в результате чего при каждом периоде измерения, задаваемом таймером 8, вырабатывается один импульс коррекции. Один импульс коррекции быстрого поиска вызывает в блоке коррекции 9 увеличение велиЧИНЫ предварительной установки на 10, что в данном случае соответствует 10 г. Когда величина предварительной установки возрастает настолько, что двоично-десятичный счетчик 5 выдает счет 999 (N), достигается предел дифференцирующего блока 13 и быстрый поиск прекращается. Одновременно начинается собственно поиск нуля. За счетом двоично-десятичного счетчика 5 следит дифференцирующий блок 10, где дифференцирование производится в выбранных пределах от 999 (N) до 0000,5 и от 0000,5 до 0008,0. Одновременно дифференцирующий блок 10 может следить за направлением, то есть по какую сторону от величины 0000,5 находится счет. Таким образо.м, после прекращения быстрого поиска дифференцирующий 6vTOK 10 передает через блок 11 обработки данных коррекции на блок коррекции 9 корректирующие импульсы, и направление коррекции «вверх попрежнему остается в силе без прерывания. Корректирующие импульсы даются только на каждый второй период измерения, определяемый таймером 8. Блок 11 обработки данных коррекции управляет блоко.м деления 12 таким образом, что во время измерительного периода, когда появляется корректирующий импульс, не допускается прохождение через блок деления 12 первого и.мпульса веса, приходящего с преобразователя 4 напряжения в частоту. При каждом втором периоде измерения, когда корректирующих импульсов нет, указанный первый импульс веса пропускается. Таким образом, может осуществляться коррекция, которая продвигается с шагом 0,5 единицы измерения, например 0,5 г. Это позволяет операцию корректирования производить с той же точностью, что и операцию дифференцирования. В свою очередь, точность операции дифференцирования 0,5 единицы измерения основывается на том, что импульс, соответствующий одной единице измерения находится в другом состоянии около 50% своей длительности. Таким образом, понятно, что коррекции имеют место несмотря на то, что величина предварительной установки увеличивается ступенчато в соответствии с 1 г. В конце концов счет достигается величины 0000,5 и остается, колеблясь, по обе стороны от нее. Направление коррекции попеременно меняется от «вверх до «вниз и обратно. Для избежания ненужных операций коррекции при обычном взвешивании предус.мотрен блок сравнения 7 для управления блоком 11 обработки данных коррекции, чтобы в случае, если скорость изменения веса превышает данную, коррекция не производилась. Результат счета с предварительно устанавливаемого двоично-десятичного счетчика 5 поступает в блок памяти 15, затем на калькулятор 16 и через схему привода 17 индикатора на индикатор 18. Если при помощи клавиш (на чертеже не показаны) в калькулятор 16 вводятся данные о цене, управление используется для предотвращения утечки из блока памяти 15 данных о весе до тех пор, пока не будет дана команда вывода, по которой данные о весе выводятся из блока памяти 15 и поступают на калькулятор 16, где формируется произведение единичной цены и веса, и на индикатор выводится результирующая цена. Формула изобретения 1. Устройство для автоматической установки нуля весов с цифровой индикацией, содержащее товарную чашку с измерительным мостом, соединенным с блоком усиления, двоично-десятичный счетчик, блок сравнения, причем двоично-десятичный счетчик соеднен с блоком памяти, выход которого соединен с индикатором через калькулятор и привод индикатора, и тамймер, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности взвешивания, оно снабжено блоком коррекции, блоком обработки данных коррекции, блоком деления и двумя дифференцирующими блоками, вход первого дифференцирующего блока соединен с двоично-десятичным счетчиком и с таймером, а его выход соединен с одним из входов блока обработки данных коррекции, другие его входы соединены с блоком сравнения и с таймером, а выходы блока обработки данных коррекции соединены с блоком коррекции и с одним из входов блока деления, другой вход которого соединен со вторым дифференцирующим блоком. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй дифференцирующий блок снабжен блоком быстрого поиска, вход которого соединен со вторым дифференцирующим блоком, а выход соединен с блоком коррекции. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что боЮк коррекции содержит предварите,1ьный двоично-десятичный счетчик, соединенный с двоично-десятичным счетчиком. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Заявка Франции N° 2193970, кл. G 01 G 23/14, 1974. 2.Заявка Японии .9 50-19272, 6-482, кл. G 01 G 23/14, 1975.

fufj

mlN)

9800

I

.У///////Х///////Л 9999 lll(XOO Ц 0001 ()003 {t)ff007(t)OOOS

0000,5 фuг.i