Электронные цифровые весы Советский патент 1983 года по МПК G01G7/04 

(54) ЭЛЕКТРОННЫЕ ЦИФРОВЫЕ ВЕСЫ

1

Изобретение относится к технике измерения массы, в частности к точным весам лабораторного типа.

Известны электронные цифровые ве- сы, содержащие генераторы, шачитатель . частот, реверсивный счетчик, преобразователь код - аналог 1.

Недостатком известных весов является необходимость проведения ручной калибровки устройства.

Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемым являются электромагнитные цифровые весы, содержащие чувствительный элемент с грузоприемной площадкой и системой подвески, преобразователь некомпенсации, измерительную и эталонную катушку, командный блок, подключенный первым выходом к устройству электромагнитного положения эталонной катушки, содержащему переключатель и источник тока коррекции, магнитную систему, систему электрического уравновешивания, содержащую два генератора, подключенных к входам вычитателя частот, выход которого подключен к реверсивному счетчику, циклический счетчнк, вход которого подключен к выходу первого генератора, цепь совпадения кодов, на входы которой подключены выходы реверсивного и циклического счетчиков, фазовый компаратор, на S-вход которого подключен выход переполнения циклического счетчика, стабилизатор тока, подключенный к токовому ключу, вход которого связан с выходом фазового :к9мпаратора, а выход через сумматор, к второму входу которого подключен

10 источник тока тары, связан с измерительной катушкой, причем преобразователь некомпенсации подключен к входу второго генератора, а реверсивный счетчик связан вторым выхо дом с отсчетным устройством 2.

Недостатком устройств такого типа является сравнительно большое время измерения, связанное с необходимостью проведения ручной калибровки,

20 устройства.

Целью изобретения является обеспечение автоматизации режима калибровки .

Для достижения поставленной цели

25 в весы введены электронный ключ, За- поминающее устройство и логический коммутатор, причем вход запоьшнающего устройства через электронный ключ подсоединен к третьему выходу ревер30 сивного счетчика, а выход - к управляющему стабилизатору тока, Rвход фазового компаратора чарез логический коммутатор подсоединен соо ветственно к выходу цепи совпадения кодов и к промежуточному выходу циклического счетчика, при этом управляющие входы электронного ключа и логического коммутатора соединены соответственно с вторым и .м выходами командного блока. На чертеже приведена структурная схема цифровых электронных весов о Цифровые весы содержат чувствительный элемент 1 с грузоприемнон площадкой 2, систему подвески 3 и 4, преобразователь некомпенсации 5., выполненный в виде источника света 6, фотопри мника 7, щелевой диафрагГЛы 8, сделанной в каркасе измерительной 9, постоянный магнит 10, маг нитопровод 11, эталонную катушку образцовой массы 12, систему механичес ких ограничителей хода, состоящих из упоров 13-16, систему электрического уравновешивания 17, состоящую из управляемого генератора 18, опорного генератора 19, вычитателя частот 20, реверсивного счетчика 21, преобразователя код-аналог 22, содер жащего преобразователь кода в относи тельную длительность интервала време ни 23 с цепью совпадения кодов 24, циклический счетчик 25 с промежуточным выходом 26, фазовым компаратором 27 и преобразователь относит.ельной длительности интервала времени в ток 28 с токовым ключом 29 и стабилизатором тока 30, отсчетное устройство, 31, электронный ключ 3, запоми нающее устройство 33, логический ком мутатор 34, источник тока тары 35, сумматор токов 36, источник коррекции 37, переключатель 38 и командный блок 3 9. Источник тока коррекции 37, переключатель 39, система механических ограничителей хода с упорами 13-16 образуют устройство электромагнитного наложения эталонной катушки. Конструктивно чувствительный элемент 1, грузоприемная площадка 2 и измерительная катушка 3 жестко скреп лены друг с другом и закреплены на подвесках 3 и 4, образуя подвижную, часть весов. Работа весов происходит следующим образом. В исходной позиции при отсутствии измеряемого груза на грузоп15иемной площадке 2,т.е. при щелевая диафрагма 8 находится в нулевом, нейтральном положении, при котором сигнал с преобразователя некомпенсации 5 равен О, т.е. V О, при этом разность частот на выходах вычитателя частот 20 равна нулю, т.е. Кодовая комбинация на выходах реверсивного счетчика 21 соответствует нулю,- и на отсчетном устройстве 31 будут нулевые показания. От регулируемого источника тары 35 через сумматор токов 36 в измерительную катушку 9 подается ток J начального тарирования, компенсирующий вес подвижной части весов и тару. Командный блок 39 ставит переключатель 38 в положение Б, подключая источник тока коррекции 37 к эталонной катущке 12, Ток J источника тока коррекции 37 имеет величину, достаточную для того, чтобы поднять эта- лонную катушку 12 образцового веса т.е. РП 3 LO BQ PQ , где В,о индукция в зазоре, LQ - общая длина провода эталонной катушки. Таким образом, эталонная катушка 12 находится в крайнем верхнем положении и прижата к нижним упорам 14 и 16. При Р Рр, назовем этот режим режимом коррекции чувствительности, ко-мандный блок 39 с помощью электронного ключа 32 подсоединяет запоминающее устройство 33 к реверсивному счетчику 21 и ставит переключатель 38 и логический коммутатор в положение А. Тогда источник 38 подключен к нулевой шине и обесточенная катушка 12 под действием собственного веса PJJ опускается на упоры 13 и 15, расположенные на каркасе измерительной катушки 9. Подвижная часть весов смещается вниз, на выходе преобразователя некомпенсации 5 появляется сигнал VQ - Р(5 , генераторы 1В и 19 . рассогласовываются и на выходах вычитателя частот 20 Появляется сигнал разностной ±д. Реверсивный счетчик 21 производит подсчет импульсов разностной Частоты, пришедших за время переходного процесса. Код реверсивного счетчика 21 переписывается в запоминающее устройство 33, которое регулирует величину тока стабилизатора 30. Токовый ключ 29, управляемый фазовым компаратором 27, пропускает в измерительную катушку 9 импульсы тока с различной амплитудой, но и с постоянной относительной длительностью: .ток в измерительной катущке 9 в режиме коррекции; регулируемая амплитуда тока от стабилизатора тока 30; -const- относительная длительность импульсов тока, определяемая частотой следования импульсов с промежуточного выхода 26 циклического счетчика 25 и полной емкостью счетчика 25.

Процесс изменения тока -n происходит до тех пор, пока не создается уравновешивакхцего усилия

4t,

-Р

ОПри этом J-..: После того, как было произведено уравновешивание, на выходе вычитателя частот разность частот & равна О, и реверсивный счетчик 21 останавливается, запоминая набранную кодовую комбинацию, пропорциональную массе эталонной катушки 12. После этого командный блок 39 переводит переключатель 38 и логический коммутатор 34 в положение Б, отключая запоминающее устройство 33 рт реверсивного счетчика 21, и одновременно эталонная катушка 12 под действием тока от источника тока кор рекции 37 снова занимает крайнее вер нее положение. При установлении измеряемого гру за на грузоприемной площадке 2, назовем этот .режим режимом измерения, РХ - Vor(РО 0)/ подвижная часть весов смещается вниз, на выходе пре образователя некомпенсации 5 появля ется сигнал рассогласования Vx, про порциональный весу измеряемого груза, генераторы 18 и 19 рассогласовы ваются, на выходе вычитателя частот 20 появляется сигнал разностной час тоты д f. Реверсивный счетчик 21 считает импульсы, пришедшие за время процес са уравновешивания, и управляет пре образователем код - аналог. По мере роста числа импульсов в реверсивном счетчике 21 увеличивает и время пребывания фазового компара тора 27 в единичном состоянии, опре деляемое разностью между моментами поступления на него импульсов переполнения с циклического счетчика 25 и с цепи совпадения кодов 24. Это приводит к увеличению длител ности импульса ut)t, тока, а следовательно и к росту компенсирующего то ка в измерительной катушке 9, Процесс продолжается до установления равенства - компенсирующий ток; где - общая длина провода в измерительной катуш ке 9 . Учитывая (1), получим -1iL

Принимая во внимание (2) и (3), получим, что масса измеряемого груза

. РХ УЧ-РОГПу г- ::

- - не Зависит от магнитной индукции в зазоре постоянного магнита. В прототипе для получения значения измеряемой массы:оператору нужно помнить значе ния результатов изерения образцовой массы и измеряемой и вручную находить их отношение. Введение новых функциональных связей (запоминающего устройства, логического коммутатора и электронного ключа), в результате чего стабилизатор тока становится управляемым, позволяет автоматизировать операцию нахождения отношения измеряемой и образцовой массы, тем самым освобождая оператора от трудоемких вычисл ний и повышая йлстродействие прибора. Формула изобретения Электронные цифровые весы, содержащие чувствительный элемент с грузоприемной площадкой и системой подрески, преобразователь некомпенсации, измерительную и эталонную катушки, командный блок, подключенный первым выходом к устройству электромагнитного положения электромагнитной катушки, содержащему переключатель и источник тока коррекции, маг- нитную систему, систему электрического уравновешивания, содержащую два генератора, подключенных к входам вычитателя частот, выход которого подключен к реверсивному счетчику, циклический счетчик, вход которого подключен к выходу Первого генератора, цепь совпадения кодов, на входы которой подключены выходы реверсивного и циклического счетчиков, фазовый компаратор, на S-вход которого подключен выход переполнения циклического счетчика, стабилизатор тока, подключенный к токовому ключу, вход которого связан с выходом фазового компаратора, а выход через сумматор, к второму входу которого подключен источник тока тары, связан с измерительной катушкой, причем преобразо- ватель некомпенсации, подключен к входу второго генератора, а реверсивный счетчик связан вторым выходом с отсчетньм устройством, отличающиеся тем, что, с целью обеспечения автоматизации режима калибровки, в них введены электронный ключ, запоминающее устройство и логический коммутатор, причем вход запоминающего устройства через электронный ключ подсоединен к третьему выходу ревер сивного счетчика, а выход - к управляемому стабилизатору тока, R-вход фазового компаратора через логически коммутатор подсоединен соответственно к выходу цепи совпадения кодов и к промежуточному выходу циклического счетчика, при этом управляющие входы электронного ключа и логического коммутатора соединены соответственно с BTOptoM и третьим выходами командного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 742719, кл. G 01 G 23/36, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2732751/18-10,

кл. G 01 G 7/04, 01.03.79 (прототип

101. / ., ,,

;: -7.. ,,U

ff .