Электрический преобразователь веса Советский патент 1980 года по МПК G01G13/28 

t

изобретение относится к области весоизмеригельной техники и может быть использовано в системах автоматического управления весовьми порционными дозаторами, имеющими циферблатные указатели веса.

Известны преобразователи для измерения углового перемещения 1, содержащие сельсин, связанный с осью стрелки циферблатного указателя веса. В этих устройствах угловое положение стрелки передается на ротор сельсина, который питается от источника многофазного напряжения и работает в режиме фазовращателя

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электрический преобразователь веса 2, содержа1ций в качестве датчика сельсин-фазовращатель, ротор которого соединен с осью циферблапюго указателя веса, последовательно включенные задающий генератор, делигель частоты, формирователь ступенчатого квазисинусоидального напряжения, подключегаштй к трехфазной обмогке сельсина, выходная обмотка которого подключена к фильтру низких частот и через него к нуль-органу, выход которого подключен к формирователю широтно-импульсного представления веса, второй вход которого через формирователь начала отсчета подключен к выходу задающего генератора, формирователь число-импульсного представления веса, вход когорого соединен с выходом формирователя щирогно-импульсного представления веса, а выход - с блоком цифровой индикац} и.

Недостатком устройства такого типа является сравнительно малЪ1Й диапазон функциональных возможностей.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Для этого в него введены формирователи цены деления, темпа индикации и не рабочего участка циферблатного указателя веса, регистр начала отсчета, блок pyiiHoro задания, выходы которого соединены соответственно, с входами формирователей цепи деления, темпа индикации, не рабочего участка циферблатного указателя веса и регистра начала отсчета, второй вход которого соединен с выходом нуль-органа, выход - с вторым входом формирователя начала отсчета, третий вход которого объединен с трегьим вхо дОЛ регистра Начала, причем выход задающего tWeptfopa подключен непосредственнок чет18ёрШ« у входу регистра тчэла огсчета, а че рез фйрмирователь цены деления на второй вход формирЬвателя чисЛо-ймпульсного пред- . ставлекия веса, выход формирователя начала отсчета через формирователь темпа индикации включен на второй вход блока индикации, при этом выход формирователя не рабочего участ.ка циферб/ атного указателя веса включен на гретий вход блока индикации, а второй и третий вхоДЬ - соответственно на выходы форлшрователей темпа индикации и число-импульсного представления веса. На чертеже представлена :ёлок-схема предложенного устройства. Устройстйосос гои г из задающего генератора 1, делителя часгогы 2, формирователя 3 квазисйнусоидального напряжения, сельсина 4, фильтра 5 низких частот, формирователя 6 начала ot счета, регистра начала отсчета 7, нуль-органа 8, формирователя 9 цены деления, формировате ля 10 широтно-ймпульсного представлейсия веса формирователя 11 число-импульсного представления веса, формирователя 12 темпа индикации формирователя 13 нерабочего участка цифербла ного указателя веса, блока 14 цифровой индикащи, блока ручного задания 15. . Задающий генератор 1, делитель частоты 2 и формирователь 3 квазисинусоидального напряжения соединены последовательно. Выход формирователя 3 квазисинусоидального напряжения соеданен с трехфазной обмоткой сельсина 4, роюр которого соединен с осью циферблашого указателя веса (вход А). Выходная обмотка сельсина 4 подключена к последовательно включенным фильтру 5 низкой частоты и нуль-органу 8. Входы регистра начала отсчета 7 соёдйНёнй с задаюш11М генератором 1, фор мйроваг лёлл квазисинусойдального напряжения 3, нуль-органом 8 и блоком ручного задания 15, а по входу В с внещним сигналом пуск. Выход регистра 7 соединен с формирователем 6 начала отсчета, другие входы которого соединены с задающим генератором 1 и формирователем кйазисйнусоидального напряжения 3. Выход формирователя начала отсчета 6 сбёдйней с форлтров телёУ utopOTHO-импульсногЬ представления веса 10, друтой вход которого подключен к фильтру 5 низкой частоты, а выход соединен с формирователем число-импульсного предсгавления веса 11. Другой вход формирова теля 11 соединен с формйрШат1елем цены деления 9, 1вх6ды которого соединень с задающим генератором 1 и блоком ручного задания 15. Входы формирователя 12 индикации соединены с формирователем начала отсчета 6 и блоком ручного задания 15, а Выход - с формирователем нерабочего участка циферблатного указателя веса 13 и блоком 14 цифровой индикации, другие входы которого соединены . с формирователем число-импульсного предЬтавления веса 11 и формирователем 13 нерабочего участка циферблатного указателя веса. Остальные входы формирователя 13 соединены с формирователем число-импульсного представления веса; 11 и блоком ручного задания 15. Входы блока руодого задания 15 подключены к внеЦшим сигналам, определяющим положение начала отсчета (вход Б), цену деления ,(вход Г) величину нерабочего участка циферблатного указателя веса (вход Д), темп индикации (вход Е). Устройство работает следующим образом. Импульсы от задающего генератора 1 поступают на делитель частоты 2 и формирователь 9 цены деления. Делитель частоты 2 произвоодт формирование необходимых частот д,пя работы формирователя 3 трехфазного квазисинусоидального напряжения. Формирователь 3 преобразует последовательность импульсов в квазисинусоидальный сигнал, представляющий собой ступенчатую аппроксимацию синусоиды (амплитуды ступеней изменяются по синусоидалвному закону). Благодаря тому, что указанная операция выполняется с цифровыми элементами, обеспечивается высокая стабильность фазового сдвига между питающими напряжениями сельсина, практически не зависящая от частоты задающего генератора. Напряжение с формирователя 3 поступает на трехфазную обмотку сельсина 4, который работает в режиме фазовращателя. Ось ротора сельсина непосредственно соединена с осью вефвой стрелки циферблатного указателя дозатора (вход А), что обеспечивает передачу углового положения стрелки на сельсин-фазовращатель. Выходное напряжение с сельсина пропускается через фильтр 5 низких частот, который выделяет из квазисинусоидального напряжения основную (первую) гармонику. Синусоидальный сигнал на выходе филыра имеет стабильную амплитуду и фазовый сдвиг, пропорциональный весу дозируемого материала. Нуль-орган 8 фиксирует момент прохождения синусоиды через нуль при нарастании напряжения, который изменяётся в пределах периода питающего напряхсения в соответствии с фазовым сдвигом. Опорньш импульс для отсчета фазового сдвига формируется в определенный момент периода питающего сельсин напряжения в блоке 3. Начало отсчета (О щкалы преобразователя) формируется в блоке 6. Требуемый момент начала Отсчета может регулироваться в пределах всего периода питающего напряжения (от 0° до 360° 5717 / ..- . .i. ,: угла поворота весовой стрелки) с дискретностью, определяемой периодом задающего гене ратора 1 и равной в единицах угла поворота сельсина г NjNj где NJ - коэффищюнг деления частоты блока 2;NJ - число ступенек одного периода питающего квазисинусоидального напряжения, формируемого формирователем 3. Основу формирователя 6 составляет счетчик и индикатор совпадения кода, фиксирующий момент совпадения (с блока 7) кода с сосгоя1нием счетчика. Опорный импульс с формирователя 3 устанавливает счетчик каждый период в О. На счетный вход счетчика подаются импульсы с генератора 1. Когда состояние счетчика совпадает с кодом, поступающим с регистра 7, формируется импульс начала отсчета, сдвинутый по отношению к опорному импульсу на величину, пропорциональную коду регистра 7. Код регистра 7, определяющий положение начала отсчета, может задаваться или вручную путем набора его на блоке 15 или автоматически. При автомагическом задании начала отсчета в регистре 7 устанавливается код, соответствую щий числу импульсов, посгупивших в счетчикрегистр 7 блока в промежутке между опорным импульсом (блок 3) и импульсом с нуль-органа 8 в том периоде питающего напряжения, который следует непосредственно после появления сигнала пуск (вход В). Таким образом, на счегчике регистра 7 фиксируется код, характеризующий положение сельсина в момент пуска. Пусковой сигнал может формироваться по разным условиям, например, датчиком, который дает импульс при прохождении весовой сгрелки через нуль шкалы. Сигнал пуска можно давать в момент включения загрузки в дозатор очередного компонента, что позволяет производить отсчет показаний весов отдельно дтш загружаемого затем материала. Введение регулируемого начала отсчета позволяет исключить аддип1вную погрешность преобразователя, определяемую дрейфом , и устранить механическую настройку нуля преобразователя путем подгонки взаимного noJipжения осей циферблатного указателя и сельсина.; Импульс начала отсчета поступает в формирователь 10 широтно-импульсного представления веса, где формируются периодические импульсы начинающиеся по импульсу начала блока 6 и заканчивающиеся по импульсу нуль-органа 8, имеющие длительность, пропорциональную фазовому сдвигу выходного сигнала сельсина 4. Формирователь 9 цены деления путем понижения частоты задающего генератора 1, например, с помощью двоичного умножителя, в соответствии с кодом из блока рушого задания 15, устанавливаемому по входу Г, формирует последовательность импульсов с частотой, требуемой для отсчета измеряемого сигнала в натуральных единицах веса. Такое формирование счетных импульсов снимает ограничения в части применения преобразователя с различными циферблатными указателями веса и исключает погрешность от нестабильности частоты задающего генератора 1. Заполнив широтно-импульсный сигнал из формирователя 10 счетными импульсами формирователя 9, в формирователе 11 получаем представление веса в число-импульсной форме. Сигналы с формирователя 11 посгунают в блок цифровой индикации 14. Блок индикации производит вывод результатов измерения на цифровую индакацию в темпе, определяемом формирователем 12 темпа индикации. Формирователь 12 представляет собой делитель частоты импульсов начала отсчета (блок 6) на величину, определяемую кодом, который подается из блока 15 в соответствии с заданием, устанавливаемым по входу Е. Этот код устанавливается в соответствии с требуемым темпрм вывода цифровой индикации текущего веса. Блок индикации 14 включает в себя счетчик с дешифраторами и элементами цифровой индикации, а также элементы коммутации, пропускаюшд1е на счетчик входные сигналы по разрешению из блока 12. Формирователь 13 нерабочего участка циферблатного указателя веса 13 обеспечивает исключение из показаний преобразователя нерабочего участка циферблатного указателя веса дозатора. Для этого импульс Начала отсчета показаний формируется в блоке 6 не в начале шкалы, а смещается к началу нерабочего участка циферблатного указателя веса. Величина зоны регулируется путем изменения цифрового задания блока 15 но входу Д в зависимости от применяемого циферблатного указателя веса. Формирователь 13 выполнен аналогично формирователю 6 в виде счегчика с индикатором совпадения кода. Импульсом начала, пропускаемь1м через блок 12, этот счетчик устанавливается § О. Далее на счегчике идет подсчет импульсов, поступающих с блока И, до момента совпадения состояния, счетчика с кодом нерабочего участка циферблатного указателя веса (ввод Д). В этом интервале времени блок индикации 14 удерживается в исходном сост;оянии, соответствующем индикации нерабочего участка. Пб пШййёИЙи сигнала с ййдйКгаторасовпадения кода формирователя 13 снимается блокировка с блока 14 и в oCfaBiiiyibcH чйсгь периода ведется подсчет импульсов с блока 11. Полученное иа счетчике число соответсгвует показаниям весов и сохраняется до нового импульса индакации с блока 12. Формула изобретения Электрический преобра;зОвагель веса, содержащий в качестве датчика сельсин-фазовращаiwik, рЬтор Которого соединен с осью циферблатного указателя веса, последовательно включенные задающий генератор, делитель частоты, формйроватёпь стуйШчатогб квазисйнусоидальчого напряжения, подключенный к трехфазной обмЬтЦе сельсина, выходная обмотка которого подключена к фильтру низких частот и через йегб к %Ш-дрГйЯу, аШбД которого подключен к формирователю широтно-импульснргр Представления веса, второй вход которого через формирователь начала отсчёй подключен к вькоду зйдающего генератора, формирователь чисп8 ййЯУлТ.снрго п{)ёйШйЖ|ШГвеса, вход которого соединен с выходом формйрой геля широтно-импульсного представления веса, а вы ход с ёлоком цифровой инДйка11йи, о т л и ч а ю ид и и с jr тем. Что, с цеПью расширения функ Циональных возможностей в него введены фор ШрбваШм Цены деления, темпа индикации и нерабочего участка циферблатного указателя веса, регисф начала отсчета, блок ручного задания, выходы которого соединены соответственно с входами формирователей ценьх деления, темпа индикации, нерабочего участка циферблатного указателя веса и регистра начала огсчета, второй вход которого соединен с выходом нуль-Органа, выход - с вторым входом формирователя начала отсчета, третий вход которого объединен с третьим входом регистра начала отсчета, причем выход задающего генеparcspa подключен непосредственно к чегвертому входу регистра начала отсчета, а через формирователь цены деления на второй вход формирователя число-Импульсного представления веса, формирователя начала отсчета через формирователь темпа индикации включен на второй вь1ход блока индикации, при этом выход формирователя нерабочего участка циферблатного указателя веса включен на третий вход блока индикагщи, а второй и третий вхоДЬ1 соответственно на выходы формирователей темпа индикации и число-импульсного представления веса. . . -..-. - Исгочники информации, ПринятЗБ1евб внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 523301, кл. G 01 G 13/28, 1976. 2. Тигис Э. И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. Энергия , М., 1$70, с- 253 (прототип).