Весоизмерительное устройство Советский патент 1982 года по МПК G01G23/36 

(54) ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для взвешивания подвижных объектов, например, в крановых весах.

Известно весоизмерительное устройство, которое с целью исключения влияния динамической помехи содержит последовательно соединенные первый и второй дифференцирующие элементы, подключенные к выходу датчика веса, схему совпадения и блок запоминания. Измерение сигнала в этом устройстве производится в момент равенства нулю второй производной сигнала.

Однако высокая точность этим не достигается, поскольку помеха обычно представляет собой колебания различных частот.

Кроме того, данное устройство имеет низкое быстродействие. Например, для кранов, где нижний предел частоты динамической помехи 0,1 Гц (раскачивание груза), даже при числе усреднений, равном 16, время измерения составило бы 80 с.

Наиболее близким к предлагаемому является весоизмерительное устройство, содержащее первичный преобразователь веса, подключенный к одному входу измерительного преобразователя, выход которого подключен к одному входу умножителя, к другому входу которого подключен выход блока запоминания весовых коэффициентов, а к выходу - сумматор, генератор импульсов и

счетчик замеров, выход которого подключен к входу блока запоминания весовых коэффициентов 2 .

Однако в известном устройстве не обеспечивается требуемая точность. Это обусловлено тем, что при измерении существует погрещность взвешивания, величина которой зависит от начальной фазы помехи и от соотношения времени измерения с целым числом периодов динамической помехи.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет устранения ошибки, обусловленной несовпадением начальной фазы помехи с началом измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены два дифференциатора,

20 дополнительный сумматор, делитель частоты и блок сравнения, причем выход сумматора соединен с одним входом блока сравнения и с входом первого дифференциатора, выход которого подключен к другому входу блока сравнения, к одному входу дополнительного сумматора и к входу второго дифференциатора, выход которого соединен с другим входом дополнительного сумматора, выход которого подключен к одному входу делителя частоты, к другому входу которого подк.;|Ю:ч генератор импульсов, а к выходу - другой вход измерительного преобразователя и вход счетчика замеров.

На чертеже показана блок-схема устройСТ

Устройство содержит первичный преобразователь 1, измерительный преобразователь 2, генератор 3, управляемый делитель 4 частоты, счетчик 5 замеров, блок 6 запоминания весовых коэффициентов, умножитель 7, С , 8, дифференциаторы 9 и 10, дополнительный сумматор 11 и блок 12 сравнения.

Первичный преобразователь, измерительный преобразователь 2, умножитель 7, сумматор 8, и блок 12 соединены последовательно. Выход генератора 3 соединен со входом управляемого делителя 4 частоты, выход которого соединен с входами измерительного преобразователя 2 и счетчика 5 замеров, выход которого соединен с входом блока б, В1з1ход которого соединен с вторым входом умножителя 7. Выход сумматора 8 соединен с входом дифференциатора 9, выход которого соединен с вторым входом блока 12, с входом дополнительного сумматора 11 и входом дифференциатора 10, выхсед которого соединен с вторым входом сумматора 11. Выход сумматора 11 соединс с входом управляемого делителя 4 частоты.

Устройство работает следующим образо.м.

Напряжение, пропорциональное прилагаемому усилию, с первичного преобразователя 1 подается на измерительный преобразователь 2. Измерение производится в моменты поступления импульсов с управляемого делителя 4 частоты, на вход которого поступают импульсы с генератора 3. Импульсы с делителя 4 поступают также на счетчик 5 замеров, цифровой выход которого является адресом для выбора требуемого весового коэффициента из блока 6. Измеренное напряжение с преобразователя 2 и весовой коэффициент с блока б перемножаются умножителем 7, а результаты суммируются сумматором 8. После определенного, заранее заданного, количества суммирований усредненное с весовыми коэффициентами значение веса подается на дифференциатор 9, где вычисляется первая производная выходного сигнала. Наличие и величина первой производной на выходе устройства характеризует наличие и величину погрешности измерения веса. Первая производная с выхода 9 подается на дифференциатор 10 и сумматор 11, выход которого управляет коэффициентом деления делителя 4. Управление осуществляется относительно предварительно установленного в сумматоре 11 начального коэффициента деления.

Изменение коэффициента деления в сторону уменьшения или увеличения определяется выходным сигналом дифференциатора 10, который вычисляет вторую производную выходного сигнала. При положительном значении второй производной (первая производная растет) коэффициент деления увеличивается, при отрицательном значении (первая производная убывает) -

уменьшается. Изменением частоты дискретизации при определенном количестве отсчетов, подстраивается время измерения под целое число периодов помехи.

На выход измеренное значение веса выдается через блок 12 сравнения при достижении величины первой производной на выходе дифференциатора 9 наперед заданной малой величины.

Таким образом, предлагаемое устройство

обеспечивает автоматическую подстройку времени измерения под целое число периодов динамической помехи и, следовательно, максимальное подавление динамической помехи.

Заявителем изготовлен макет весоизмерительного устройства, которое будет входить в весоизмерительную систему СВА-3. Проведены лабораторные испытания, подтвердившие работоспособность устройства. Технико-экономическая эффективность устройства обеспечивается повышением точности измерения веса.

Формула изобретения

Весоизмерительное устройство, содержащее первичный преобразователь веса, подключенный к одному входу измерительного преобразователя, выход которого подключей к одному входу умножителя, к другому входу которого подключен выход блока запоминания весовых коэффициентов, а к выходу - сумматор, генератор импульсов и счетчик замеров, выход которого подключен к входу блока запоминания весовых коэфициентов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности за счет устранения ошибки, обусловленной несовпадением начальной фазы помехи с началом измерения, в него введены два дифференциатора, дополнительный сумматор, делитель частоты и блок сравнения, причем выход сумматора соединен с одним входом блока сравнения и с входом первого дифференциатора, выход которого подключен к другому входу блока сравнения, к одному входу дополнительного

сумматора и к входу второго дифференциатора, выход которого соединен с другим входом дополнительного сумматора, выход которого подключен к одному входу делителя

частоты, к другому входу которого подключен генератор импульсов, а к выходу - другой вход измерительного преобразователя и вход счетчика замеров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Современное состояние и тенденции развития крановых весов. Обзорная информация. М., ЦНИИТЭИприборостроения, 1979, с. 13 (прототип).