Цифровое измерительное устройство для тензометрических весов Советский патент 1980 года по МПК G01G23/36 

мента 1 подключены входы двухбуферных усилителей 4 и 5, выходьа которых через разделительные конденсаторЬ 6 и 7 подключены к входам фазочувствительньюс усилителей 8 и 9. Параллельно входам фазочувствйтельйых усилителей 8 и 9 включены транзисторные ключи 10 и 11, управляемые через диоды 12 и 13, Питание фазочувствительных усилителей 8, 9 производится через диоды 14 и 15. Выходы фазочувствитель-i ных усилителей 8, 9 подключены к.ана- 0 лизатору 16 выходных сигналов, который управляет работой автокомпенсатора 3. Схема 17 управления задает ритм работы устройства, синхронный с частотой источника 18 переменного напря- 15 жения. Неинвертирующий (+) вход дифференциального сравнивающего узла 19 подключён к выходу тензометрических датчиков 2, а его инвентирующий (-) вход подключен к общей точке транзис- 20 торов 20 и 21, образующих первый перекидной ключ, другие выводы транзисторов 20 и 21 подсоединены к задатчикам Верхнее 22 и Нижнее 23, общая точка которых подсоединена к ис- точнику 18 переменного напряжения. Выход дифференциального сравнивающего узла 19 подсоединен к общей точке транзисторов 24 и 25, образукЯцих второй перекидной ключ, вторые выводы транзисторов 24 и 25 подсоединены к ЗЬ

пороговым элементам 26 и 27, выходы

кВторых подсоединяются к схеме управления технологическим процессом (на чертеже не показана). Затворы транзисторов 20 и 21 первого перекидного 35

клйчЙ соединены параллельно с затворами транзисторов 24 и 25 второго перёкй Дного ключа и подключены к источнику Переменного напряжения. Для нормальной работы транзисторов 20, 21, дд 24, 25 их подложки подключены к источнику 28 постоянного положительного напряжения.

Устройство работает следующим образом. .

Вес объекта преобразуется тензометрическими датчиками 2 в электрический сйгнал переменного напряжения UT.A. (фиг. 2, строка 1), амплитуда которого пропорциональна весу объёкта, например продукта в емкости. Для 50 наглядности сигнал изображен изменяющйм15я во времени, т. е. происходит нйШ : Йенй1Гёмкости прЬдуктйй. Напряжение UT.A поступает на вход

дифференциального сравнивакщего эле- 55 мента 1. При подаче команды Пуск схема 17 управления запускает автокомпенсатор 3, который вЕДдает компенсирующее напряжение U, , сравнивая напряжение U с и.д, элемент 1 вьща- Q ётрезультирующее напряжение Up, которое поступает на входы буферных усилителей 4 и 5 и Через разделительное Конденсаторы б и 7 подается на входы фазочувствительных усилителей ,г

8и 9. Фазочувствительные усилители 8, 9 представляют собой усилители постоянного тока с питанием через диоды 14 и 15 полупериодами несущей частоты в протифазе, т.е. если на одном из усилителей присутствует питание, то в этот же момент на другом оно отсутствует. Таким образом, если на входы фазочувствительных усилителей 8, 9 поступает сигнал, 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 отсутствовать. Следовательно, в зависимости от фазы результирующего напряжения Up на выходе фазочувствительных усилителей 8, 9 будут присутствовать или отсутствовать выходные сигналы.

Эти выходные сигналы поступают на входы анализатора 16 выходных сигналов, где производится качественная и .количественная оценка выходных сигналов каждого фазочувствительного усилителя 8, 9 в отдельности. Качественная оценка производится методом стробирования, а количественная оценка - подсчетом выходных сигналов каждого фазочувствительного усилителя в отдельности. При положительной оценке выходных сигналов обоих фазочувствительных усилителей 8, 9 анализатор 16 выдает сигнал на отключение соответствующей ступени автокомпенсатора 3. Таким образом, анализатор 16 повышает достоверность оценки результатов сравнения сигналов.

Исключение влияния постоянных составляющих сигнала на переходный процесс перезаряда разделительных конденсаторов 6 и 7 от действия перегрузки в буферных усилителях 4 и, 5 и др. факторов (дрейф нуля буферных усилителей , импульсные помехи и др.) при оценках результирующего напряжение низкого уровня производится транзисторными ключами10 и 11, которые управляются полуволнами синусоиды несущей частоты через диоды 12 и 13. Эти открываются в полупериоды отсутствия питания на соответствующих фазочувствительных усилителях 8, 9,, что исключает влияние на режим работы этих усилителей процессов разряда разделительных конденсаторов через ключи и изменение параметров входных цепей. Параметры входных цепёй фазоЧувствитеяьйнх усилитёлей и емкость разделитёльных конденсаторов выбран1а такими, чтобБГ при открытых ключах переходной йБзоцвсс разряда конденсаторов закончился за полупериод несущей частоты.

Электрический сигнал переменного напряжения От.д {фиг. 2, строка 1), соответствующий массе продукта в емкости, от датчиков 2 поступает также на неинвертирующий вход дифференци- ального сравнивающего узла 19. Уровн .напряжений и, соответствующие (или заданные) предельным значениям массы продукта (см. фиг. 2, строки 2 и 3), выставляются заддтчиками 23 и 22. Ввиду того, что транзисторы 20 и 21 открываются поочередно каждый полупериод синусоиды несущей частоты, на инвертирующий (-) вход узла 19 поступает напряжение U (см. фиг. 2, строка 4), которое сравнивается с напряжением UT.A , поступающим на неинвертирукяций (+) вход. Напряжение Uj представляет собой синусоидальное напряжение, амплитуда положительных полуволн которого равна Ug, а амплитуда отрицательных полуволн paBfia UH Транзисторы 20, 21 перекидных ключей открываются при поступлении на их затворы,отрицательных полуволн синусоиды от источника переменного напряжения, а поскольку напряжения, подаваемые на затворы этих транзисто ров противофазны, то обеспечивается их поочередная работа. На выходе узла 19 получаются импул.ьсы Ucpi и Ucp (см. фиг. 2, строка 5), которые пред ставляют собой результат сравнения соответственно напряжений и„ с UT.H и в с UT.A. Так как транзисторы 24 и 5 второго перекидного ключа открываются поочередно и синхронно с транзисторами 20 и .21, то на пороговый элемент 26 поступают импульсы Utpi а на пороговый элемент 27 - Utp. Пороговые элементы 26 и 27 срабатывают, если положительные импульсы и Utpi. на их входах превысят порог Л (см. фиг. 2, строка 5), Таким образом, если напряжение UT.A. превысит уровень.UH Нижнее, то схе ма 26 выдаст логическую 1 - .i, а схема 27 - логическую 1 - Uynp.i., когда напряжение UT.A. превысит УРовен и6 Верхнее. Управлякщие сигналы Uynp.i и U,np.i. поступают в схему, которая осуществляет наполнение или опорожнение емкости. Таким образом, надежность цифрово го измерительного устройства для тензометрических весов повышается благодаря исключению возможного перегруза емкости с продуктом и выхода изстроя тензодатчиков, а также исключению выхода продукта за возможные предельные уровни Нижнее и Верхнее, который нарушает технологический процесс. Расширение функциональных возможностей обеспечено возможностью использования уровней задания Нижнее Верхнее для выполнения операций дозирования продукта, при этом обеспечивается измерение продукта в емкости, т. е. визуальный контроль за технологическим процессом. Формула изобретения Цифровое измерительное устройство для тензометрических весов по авт.св. № 599166, отличающееся тем, ЧТО| с целью повышения его надежности и расширения функциональных возможностей, в него введены дифференциальный сравнивающий узел, пороговые элементы, задатчики Верхнее и Нижнее и два ключа, причем ключи выполнены в виде двух полевых транзисторов с изолированными затворами, при этом общий вывод первого ключа подсоединен к входу дифференциального сравнивающего узла, а два других его вывода соединены с задатчиками Верхнее и Нижнее j подключенными к источнику переменного напряжения, общий вывод второго ключа подсоединен к выходу дифференциального сравнивакяцего узла, а два других вывода этого ключа соединены с пороговыми элементами, затворы транзисторов первого ключа соединены параллельно с затворами транзисторов второго ключа и .подсоединены к источнику переменного напряжения, а второй вход дифференцисшьного сравнивающего узла соединен с выходом тензодатчиков.

Г Л

в

АСУТП