Весоизмерительное устройство

ОГ1ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 25Л.1971 (Ж 1611906/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 27.1Х.1973. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 24.1.1974

М. Кл. G 01g 23/36

Гасударственный камитет

Савета Министрав СССР ла делам изааретений и аткрытий

УДК 681.267.7(088.8) Авторы изобретения

М. И. Столбун и П. П, Сизых

Тюменский индустриальный институт

Заявитель

ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области весоизмеритсльной техники.

Известные весоизмерительные устройства для взвешивания объектов, движущихся в составе поезда, содержащие грузоприемную платформу, опирающуюся на силоизмерительные датчики, вторичный измерительный прибор с аналого-цифровым преобразователем механизм наложения эталонного груза, нсдoстаточно точны.

Для повышения точности измерения предлагаемое устройство снабжено узлом автоматической установки нуля и блоком коррекции масштаба преобразования, выполненными в виде переменных резисторов, переключаемых шаговыми искателями, управляемыми трехпозиционным нуль-органом аналого-цифрового преобразователя.

На фиг. 1 изображен общий вид описываеМого устройства; на фиг. 2 — вариант кинематической схемы механизма наложения эталонного груза; па фиг. 3 — принципиальная электрическая схема устройства.

Грузоприемная платформа 1 через промежуточные шаровые опоры 2 опирается на силоизмерительные датчики 8, например магнигоупругие, установленные на фундаменте 4.

Под платформой 1 в ее центральной части на раме 5 установлен механизм б наложения эталонного груза, управляемый автоматически и кратковременно прилагающий эталонную нагрузку к платформе 1 при автоматическом контроле точности весов перед взвешиванием груза. Механизм наложения эталонного груза выполнен рычажным н состоит (фнг. 2) из двух неравноплечнх рычагов 7 и 8, соедипенH bIx между собой серьгой 9. Каждый рычаг снабжен тремя стальными закаленпымп приз10 мами 10 — 15 (призмы 10 н 12 — опорныс, призмы 11, 18, 14 и 15 — грузоприемные).

Для уравновешивания рычагов относительно призм 10 и 12 применены противовесы lб и 17.

На конце грузового рычага 7 имеется фикса15 тор 18 для заппранпя рычага при балансировке устройства на «нуль» н во время взвешивания груза.

Механизм паложспия эталонного груза содержит также исполнительный механизм 19 с

20 кривошипом 20 и кулачком 21, шатун 22, кулису 28 и поддон 24 с эталонным грузом 25.

Кулачок 21 на валу кривошнпа 20 служит для разворота грузового рычага 7 прн запирании его фиксатором. Эталонный груз 25 снаб2S жен упором 26 для разворота промежуточного рычага 8 относительно призмы 12 с целью отрыва его от серьги 9.

Электрическая часть описываемого устройства содержит следующие узлы:

30 блок питания 27;

398834

3 стабилизатор напряжения 28 с трансформатором 29, от которого питаются обмотки возбужден ия 80 магнитоупругих датчиков 8 и выпрямители опорных напряжений 31 и 32; сигнальные обмотки 83 датчиков 8 соединены 5 последовательно и согласно; узел преобразования суммарного выходного сигнала магнитоупругих датчиков 8, состоящий из согласующего (повышающего) трансформатора 84, выпрямителя 85 с фильтром, 10 который содержит конденсаторы 86 и 87 и дроссель 38 с шун тирующей цепью со стабилитроном 89 для снижения постоянной времени и нагрузочное сопротивление 40; узел балансировки весов на «нуль», состоя- 15 щий из вторичной многосекционной обмотки 41 трансформатора 29, переключателей 42 и 48, выпрямителя 31, фильтра из конденсаторов 44, 45 и дросселя 46, сопротивлений 47, 48 и потенциометра 49 с шаговым искателем 50; 20 аналого-цифровой преобразователь (АЦП), состоящий из выпрямителя опорного напряжения 32, питающегося от обмотки 51 трансформатора 29, фильтра из конденсаторов 52, 53 и дросселя 54, делителя н апряжения 55 с 25 ключами 56 — 64, управляемыми распределителем 65, масштабных сопротивлений бб, 67, 68, переменного сопротивления 69 для корректировки масштаба преобразования, шагового искателя 70, переключающего, сопротивление 30

69, и трехпозиционного нуль-органа 71; блок 72 автоматизации работы, управляющий работой схемы с кнопкой 73 подготовки к работе и кнопкой 74 работы; двигатель 75 исполнительного механизма 35 для привода механизма автоматического наложения и снятия эталонного груза 25; дешифратор 76; световое цифровое табло 77; цифропечатающий блок 78. 40

Описываемое устройство работает следующим образом.

Суммарное выходное напряжение сигнальных обмоток 38 силоизмерительных датчиков

8, пропорциональное весу груза, находящего- 45 ся на платформе 1, поступает на первичную обмотку согласующего трансформатора 84.

Со вторичной обмотки сигнал поступает на выпрямитель 35, к выходу которого чсрсз фильтр включено нагрузочное сопротивление 50

40. Величина этого сопротивления принимается из условия обеспечения о птимального pL жима работы магнитоупругих датчиков 3.

Напряжен ие сигнала 79 на сопротивление

40 с помощью трехпозиционного нуль-органа 55

71 сравнивается с опорными напряжениями

80 и 81, снимаемыми с сопротивлений 47, 48, потенциометра 49 и с делителя напряжения

55. Напряжение 80 уравновешивает напряжеme сигнала 79 при отсутствии груза на плат- 60 форме весов.

При наличии груза на весах разность напряжений 79 .и 80, пропорциональная весу груза, поступает на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 82 и автоматически 65

4 уравновешивается напряжением 81, формируемым на выходе делителя 55 при работе

АЦП 82.

В процессе уравновешивания напряжения

АЦП 82 вырабатывает цифру в коде 2 4 — 2 — 1, соответствующую весу груза, которая поступает от распределителя 65 через дешифратор 76 на световое цифровое табло 77 и цифропечатающий блок 78.

Опорное напряжение 80 регулируют при настройке весов вручную с помощью переключателей 42 и 48 (грубо) и сопротивления

47 (точно).

При эксплуатации весов опорное напряжение 80 регулируется автоматически при включении весов в работу с помощью потенциометра 49, переключаемого кон тактами шагового искателя 50.

Масштаб преобразования напряжения сигнала (79 — 80) в цифру АЦП 82 устанавливают с помощью переменных сопротивлений бб, 67 и 68 вручную при настройке весов.

При эксплуатации весов масштаб преобразования, с целью поддержания требуемой точности, автоматически корректируется с помощью переменного сопротивления 69, переключаемого контактами шагового искателя 70.

Шаговые искатели 50 и 70, переключающие потенциометр 49 и переменное сопротивление

69, управляются блоком автоматизации работы 72, в который поступают сигналы от нуль-органа 71 аналого-цифрового преобразователя 82.

При длительной эксплуатации весов после их настройки в результате загрязнения весовой платформы, изменения температуры и по ряду других причин может возникнуть небольшой дрейф нуля и измениться масштаб весов.

Поэтому, с целью поддержания требуемой точности, весы при включении в работу автоматически корректируются на «нуль» и по масштабу с помощью шаговых искателей 50, 70 и механизма наложения эталонного груза, управляемых блоком 72.

В момент включения схемы вссов в электрическую сеть на весах не должно быть груза, а грузовой рычаг 7 развернут относительно опорной призмы 10 и за перт фиксатором 18.

При этом промежуточный рычаг 8 развернут относительно призмы 12 и не касается серьги 9.

Вследствие такого положения рычагов при балансировке весов на «нуль» вместе с тарой весовой платформы будет учитываться и вес грузового рычага 7 с серьгой 9, уравновешенн ых противовесом 16.

В случае ухода «нуля» и возникновения вследствие этого сигнала рассогласования на входе нуль-органа 71 в блок 72 от нуль-органа 71 поступает сигнал. Блок 72 при этом подает импульсы в шаговый искатель 50, который переключает потенциометр 49 до уравновешивания входного сигнала 79 опорным напряжением 80. В момент уравновешивания

398834

45 напря>кений 79 и 80, т. е. в момент, когда весы сбалансированы, в блок 72 поступает импульс от нуль-органа 71. В рсзультатс прекращается работа шагового искателя 50 (балансировка на «нуль» — завершена).

Затем блок 72 включает двигатель 75 исполнительного механизма 19 и реле 88. Исполнительный механизм 19 поворачивает кривошип 20 на 180 для наложения эталонного груза 25 на призму 14 проме>куточного рычага 8. Промс>куточный рычаг ложится»а серьгу 9, которая при этом выдергивает грузовой рычаг 7 из фиксатора 18. После наложения груза 25 на весовую платформу 1 действует эталонная нагрузка 84, значение которой зависит только от передаточного отношения плеч рычагов 7, 8 и от веса груза 25. Так ка рычаги полностью уравновешены противовесами 1б и 17, то собственный вес рычагов нс оказывает влияния на эталонную нагрузку 84.

После приложения эталонной нагрузки 84 к платформе 1 контакты реле 83 в цепи делителя 55 переключают эталонные сопротивления. При этом на выходе делителя формируется опорное напряжение 81, которос при отсутствии погрешности должно соответствовать в принятом масштабе преобразования эталонной нагрузке 84, приложенной к весовой платформе 1 с помощью механизма б.

При несоответствии напряжения 81 эталонной нагрузке 84 от трехпозиционного нульоргана 71 в блок 72 поступает импульс, соответствующий знаку рассогласования (больше — меньше). При этом блок 72 включает в работу шаговый искатель 70. переключающий масштабное сопротивление б9 до устранения рассогласования между опорным наir.ряжением 81 и эталонной нагрузкой 84 в масштабе выходного напря>кения 79. В момент уравновешивания напря>кений (79 — 80) и 81 нуль-орган 71 подает импульс в блок 72, в результатс чего прекращается работа шагового искателя 70.

После доведения сигнала рассогласования до допустимого значения блок 72 включает двигатель 75 исполнительного механизма 19, 5

30 в результате чего снимается эталонная нагрузка 84 с весов.

При включсшш двигателя исполнительный механизм, поворачивая кривошип 20 на 180, через систему рычагов, поднимает поддон 24 и снимает эталонный груз 25 с грузоприсмной призмы 14 промежуточного рычага 8. Hpè этом упор 26 касается промежуточного рычага и разворачивает его вокруг призмы 12, отрывая рычаг от серьги 9. Одновременно исполнительный механизм поворачивает кулачок 21, установленный па валу кривошипа.

Кулачок при поворотс касается грузового рычага 7 и разворачигаст его вокруг опорной призмы 10. При этом срабатываст фиксатор

18, запирающий грузовой рычаг, а кулачок затем в конце движения выходит из соприкосновения с этим рычагом.

После этого блок 72 выключает двигатель

75 исполнительного механизма 19 и устройство готово к работе.

Благодаря развороту промежуточного рычага 8, а также развороту и запиранию грузового рычага 7 устраняются динамические погрешности от рычагов при взвешивании движущихся по весам объектов.

Предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность измерения в течение длительного срока эксплуатации.

Предмет изобретения

Весоизмеритсльное устройство для взвешивания объектов, движущихся в составе поезда, содержащее грузоприсмную платформу, опирающуюся на силоизмерительныс датчики, вторичный измерительный прибор с аналогоцифровым преобразователем и механизм наложения эталонного груза, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено узлом автоматической установки нуля и блоком коррекции масштаба преобразования, выполненными и виде переменных резисторов, переключаемых шаговыми искателями, управляемыми трехпозиционным нуль-органом аналого-цифрового преобразователя.

398834

Составитель В. Ширшов

Редактор С. Хейфиц Техред Л. Богданова Корректор М. Лейзерман

Заказ 3701/10 Изд. Мз 2061 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2