Весоизмерительное устройство Советский патент 1982 года по МПК G01G7/04 

I

Изобретение относится к технике измерения массы, а более конкретно к измерению массы на основе бескоромысловогр датчика с индикацией результата измерения в цифровой форме.

Известны бескоромысловые электромагнитные весы, содержащие чувствительный элемент с чашкой для груза, подве ;ку, электрический компенсатор, преобразователь компенсации и электрическую систему уравновешивания СП.

Недостатком весов такого типа является сравнительно низкая точность измерения при определении относительного изменения массы взвешиваемого груза.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является весоизмерительное устройство, содержащее чувствительный, элемент с грузоприемной площадкой с ее систе- . мой подвески, измерительную катушку с магнитной системой, преобразователь некомпенсации положения измерительной катушки, систему электрического уравновешивания, состоящую из последовательно включенных усилителя, двух управляемых автогенераторов, цепи вычитания частот и счетчика с цифровым отсчетным устройством, и преобразователя коданалог 2 J.

10

Недостатком устройства является невозможность прямого отсчета относительного уменьшения измеряемой массы.

Цель изобретения - обеспечение

15 измерения относительного уменьшения веса.

Поставленная цель достигается тем, что в измерительное устройство введены дополнительный счетчик с

20 цифровым отсчетным устройством, устройство управления,переключатель, преобразователь кода в относительную длительность, ключ, сумматор и 39 источник тока тары, причем выход цепи вычитания частот через переключатель , связанный с устройством управления, подключен к входам счет чиков, выход дополнительного счетчика через преобразователь кода в относительную длительность включен на управляющий вход ключа, второй вход которого связан с выходом,преобразователя код-аналог, а выход с входом сумматора, на второй в.ход Которого включен источник тока тары, при этом выход сумматора связан с измерительной катушкой. На чертеже приведена схема весоизмерительного устройства. Весы содержат чувствительный элемент 1 с грузоприемной площадкой 2 для груза 3, масса т и относительное уменьшение массы которо го - должны быть измерены; упругие подвесы и 5 с резероваиными шейками 6-9 преобразователь 10 не компенсации положения каТушки измерительной, выполненной, например в виде источника 11 света, щелевую диафрагму 12, сделанную в буксе 13 чувствительного элемента 1, фотопр емник Н, усилитель (УС) 15 упра ляемые автогенераторы (Г 1, Г 2) 16 и 17, цепь вычитания частот (ЦВЧ) 18, реверсивный счетчик импульсов (РСИ1) 19 цифровое отсчет ное устройство (ЦОУ1) 20, преобразователь код-аналог (ПКА) 21, блоки образуют систему электрического уравновешивания, переключатель 22 с выходами , реверсивный счетчик импульсов (РСИ2) 27 цифровое отсчетнре устройство (ЦОУ2) 28, преобразователь 29 кода в относительную длительность гм.) ключ (К1) 30, источник V. т J тока тары () 31, измерительную к тушку 32 с токоподводами 33 и 3, расположенную на каркасе 35 постоянный магнит 36 магнитопровод 37, составляющие магнитную систему 36-37, устройство 38 управления и основание 39. ч Чувствительный элемент 1, грузо приемная площадка 2, измерительная катушка 32, расположенная на карка се 35 и букса 13 жестко соединены друг с другом, образуя подвижную часть 40. Измерительная катушка 32 крепится к основанию 35 с помощью упругих подвесов Ц и 5. Переключатель 22 имеет управляющий вход il, а ключ 30 - управляющий вход 42 и соединен с сумматором 43. Устройство работает следующим образом. При отсутствии измеряемой массы х устройство 38 управления выдает сигнал на перек/точатель 22 разрешающий подключение выхода ЦВЧ 18 к входам РСИ1 19 и отключает выходы ЦВЧ 18 от входов РСИ2 27. При этом на выходе преобразователя 29 CN,,- 7р-3 устанавливается сигнал, разрешающий прохождение сигнала с выхода ПКА 21 Через ключ 30. Так как исходное положение РСИ1 19 произвольно и напряжение (ток) на выходе ПКА 21 любой, регулируемый источник 31 тока торы установлен в нулевое положение, а сила F, развиваемая в измерительной катушке 32, расположенной в поле постоянного магнита 36, определяется как , причем J в общем случае определяется как ЗлгЛр дОг. где В - индукция магнита-, В - длина обмотки .измерительной катушки. Под действием разности сил силы тяжести, определяемой весом подвижной части tO, Fpg , где g - ускорение силы тяжести, и силы перемещается положение щелевой диафрагмы 12 по отношению к осветителю 1U Вследствие этого на выходе преобразователя 10 некомпёнсации появляется сигнал AlJ, поступающий на вход усилителя 15 выходной сигнал которого управляет частотой автогенератора П 16, на выходе Ц8Ч 18 появляется сигнал разностной частоты й ,который по команде от устройства управления, поданной на управляющий вход 1 переключателя 22, подключается к входам РеИ1 19 так, что код в РСИ1 19 начинает изменяться, меняются показания в ЦОУ1 20 и одновременно изменяется напряжение на выходе ПКА 21, подаваемое на вход ключа 30.В полс кении my - О показания ЦОУ1 20 должны быть равны нулю, а вес подвижной части полностью скомпенсирован. Для этого необходимо регулировать источник тока тары та5КИМ образом, чтобы F , а ток с выхода ключа 30 стал равным нулю Это состояние соответствует нулевой кодовой комбинации, записанной в РСИ1 19, и нулевому отсчету по ЦОУ1 20. Таким образом, вес подвижной час ти 0 оказывается скомпенсированным с погрешностью,не превышающей погре ности измерения массы. При этом ЦОУ1 20 служит нуль-индикатором момента компенсации. При подаче измеряемой массы m положение переключателя 22 остается прежним. На К1 30 также подан разрешающий потенциал. Источник ток тары установлен в предыдущем такте и стабилен. Подвижная часть 0 смещается вниз и сигнал с выхода преобразователя 10 некомпенсации через систему электрического уравновешивания , ключ 30, сумматор 3 в виде тока Лл ЗПХА поступает в измерительную катушку 32, создавая силу F|,j( (, компенсирующую измеряемую массу т. На цифровом отсчетном устройстве ЦОУ1 20 устанавлив;ается цифровое показание, соответствующее измеряемой массе т, т.е. NX Knix, где К - постоянный масштаб ный коэффициент. В момент при отсутствии сигнала на выходе ЦВЧ 18 устройство 38 управления подключает выходы ЦВЧ 18 и выходы 25 и 26 переключателя к входам РСИ2 27 и отключает выходы 23 и 2k переключателя 22 от входов РСИ1 19- При этом на выходе ПКА 21 остается сигнал, пропорциональный измеряемой массе т. При изменен 1и (уменьшении) мэссы т на некоторую величину л nix т.е при действии на вход прибора величины тх-ДШX появляется сигнал на выходе преобразователя 10 некомпенсации,который вызывает изменение разностной частоты л f, пропорциональное сигналу некомпенсации преобразователя некомпенсации. В результате код Ni2 в счетчике РСИ2 27 нарастает,преобразуется в преобразователе 29 в отноAtсительную длительность яг-, где Т - фиксированный период, At - интервал времени, пропор-циональный текущему коду в РСИ2 27, таким образом, пропорционально относительной длительности сигнала на выходе преобразователя 29. 93 Ключ 30 пропускает ток J вход сумматора 43,так что DI 3 + + 3„„.. (1- Y) т.е. из тока 3nitA ПКА читается часть тока Т . порциональная коду, накопленному в РСИ2, в результате чего устанавливается равенство ) и. (-|i). таким образом. FM т фиксируется и на ЦОУ2 28. Таким образом, йесоизмерительное устройство позволяет кроме массы измерять и получать значение в цифровой фо)ме относительного приращения массы. Экономический эффект от внедрения одного прибора составит 2 тыс. руб. в год. Формула изобретения Весоизмерительное устройство,содержащее чувствительный элемент с грузоприемной площадкой с ее системой подвески, измерительную катушку с магнитной системой, преобразователь некомпенсации положения измерительной катушки, систему электрического уравновешивания, состоящую из последовательно включенных усилителя, двух управляемых автогенераторов, цепи вычитания частот и счетчика с цифровым отсчетным устройством,и преобразователя код-аналог, о т л ичающееся тем, что, с целью обеспечения измерения относительного уменьшения веса, в него введены дополнительный счетчик с цифровым отсчетным устройством, устройство управления, переключатель, преобразователь кода в относительную длительность, ключ, сумматор и источник тока тары, причем выход цепи вычитания частот через переключатель, связанный с устройством управления, подключен к входам счетчиков, выход дополнительного счетчика через преобразователь кода в относительную лительность включен на управляющий i ход ключа, второй вход которого вязан с выходом преобразователя од-аналога, а выход с входом суматора, на второй вход которого ключен источник тока тары, при

79187938

этом выход сумматора связан с изме- 2 Кнорринг B.I . и Рукина Л.К. рительной катушкой.Новый метод построения цифровых

Источники информации, ния механических величин. - Цифровые принятые во внимание при экспертизе 5 измерительные и управляющие устройt. Авторское свидетельство СССР ства. Труды ЛПИ им. м .И. Калинина, по заявке № 2835362/18-10,Л., 1965, с. № 256, с. 3-9 (протокл. G 01 G 7/0, 1979.тип).

компенсационных приборов для измере

4/.