Электромагнитные весы

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцмалмстмческмх

Республик (ii) 838388 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 0Ь0979 (21) 2814790/18-10 с присоединением заявки 14о— (23) Приоритет

Опубликовано 15.0681. Бюллетень 149 22

Дата опубликования описания 150681 (51)М. Кл з

G 01 G 7/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 881. 287. .72(088.8) (72) Авторы изобретения

В.С. Моисейченко, Л.К. Рукина, A и В.Е. Евдокимов (71) Заявитель

Ленинградский политехнический им M.È. Калинина (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВЕСЫ (m = х.), х

Изобретение относится к технике измерения массы, а более конкретно к точным весам с электромагнитным уравновешиванием.

Известны электромагнитные весы, содержащие две подвижные катушки, расположенные в зазоре магнитной системы, которые связаны с двумя датчиками перемещения и двумя электрическими системами уравновешивания, причем выходной ток эталонной системы является опорным для измерительной системы уравновешивания (11

Однако указанные весы имеют недостаточную точность. 15

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являются электромагнитные весы, содержащие упруго подвешенный чувствительный элемент с грузоприемной чашкой, свя- 2О занный с системой уравновешивания в виде расположенной в поле магнитной системы катушки силовой компенсации, подсоединенной через интегратор и коммутатор к источнику тока (2).

Однако указанные весы также имеют ограничение по точности, обусловленной погрешностью чувствительности от дрейфа нуля, вызываемого эталонной системой, а также сложны по кон- 3() струкции и имеют низкую технологичность из-за наличия второй эталонной катушки с системой ее подвески, второй электрической схемой уравновешивания, датчиком перемещения эталон— ной катушки и т.д.

Цель изобретения — повышение точности путем исключения влияния нестабильности магнитной индукции на результаты измерений.

Цель достигается тем, что весы снабжены фиксатором нижнего по оси дейтсвия силы тяжести положения чув-. ствительного элемента и дискриминатором верхнего положения катушки с подключенным к нему фбрмирователем импульса, соответствующего этому положению, и соединенным с коммутатором.

На -фиг. 1 схематически показаны электромагнитные весы; на фиг. 2 диаграмма, поясняющая их работу.

Весы содержат чувствительный элемент 1 с грузоприемной чашкой 2 для измеряемого груза 3 с массой е„, 838388 па

Л 2. О О О С

Ток Хл растет до тех пор, пока усилие Р не превысит силу тяжести:

Рр+Р (т.е. Р >рР, +Р(°

Тогда чувствительный элемент 1, .поднимаясь вверх, замкнет в момент . времени t+ фиксатор 5, и формирова; тель 14 разомкнет ключ 12, обесточив катушку 10. Чувствительный элемент

1 садится на упоры 7.

65 где р — вес груза;

q — ускорение силы тяжести„. систему 4 упругой подвески, фиксатор 5 верхнего положения чувствительного элемента, закрепленный на магнитопроводе 6. В нижнем положении чувствительный элемент 1 лежит на упорах 7, полюсного наконечника 8 постоянного магнита 9. На чувствительном элементе 1 закреплена измерительная катушка силовой компенсации 10. Источник тока 11 через коммутатор 12 соединен с интегратором 13 тока, который подключен к катушке 10 силовой компенсации. Фиксатор 5 верхнего положения электрически соединен с формирователем 14 сигнала положения, выходы f5

15 которого подключены к управляющим входам 16 коммутатора 12. Выходы 15 формирователя 14 соединены со входом 17 вычислительно-отсчетного устройства 18. 20

Весы работают следующим образом..

При отсутствии измеряемого груза

3(m „ = О) по начальному (пусковому) импульсу, задаваемому оператором в момента времени е (фиг. 2), коммутатор 12 соединяе(г источник 11 тока с интегратором 13, который формирует линейно возрастающий ток Т„, поступающий s катушку 10 и, соответственно, электромагнитное усилие

ЗО

PË = BоLoIo (где Во — индукция в зазоре, L — длина витков в катушке, — постоянная времени интегратора).

Ток 1 л (усилие Р „) растет до тех пор, пока электромагнитное усилие не достигнет величины веса РО(катУшки 10 вместе с чашкой 2), т.е . Р>

М

=Po, и чувствительный элеменг не поднимется вверх и не замкнет фиксаторы 5 верхнего положения чувствя- 4() тельного элемента. При этом, формирователь 14 уровня положения сформирует импульс е, по котороМу срабатывает интегратор 13 через коьщутатор

12, и ток в катушке 10 устанавливает 45 ся через некоторое время задержки

Н равное нулю. При этом, весы подготовлены для устайовки грува 3. После установки груза 3(m const) заданием импульса "Измерение" ста- у) билизатор 11 тока снова соединяется с интегратором 13, который формирует линейно возрастакщий ток Хл и соот2 вегдтвенно усилие

Таким образом, в первом такте измерения имеем уравновешивающее усилие

Р = Р = В, I +, а во втором такте

Р = P + P = В

О Х 0 О О

Откуда, искомая сила тяжести (вес груза 3) равна

X д,, т.е. результат измерения не зависит ни от магнитной индукции В, ни от постоянной времени Г интегратора тока. Интервалы времени д t è дс z поступают в вычислительно-отсчетное устройство (компьютер) 13, в котором они запоминают и производят операции вычитания а —

ы„

Таким образом, предлагаемые электромагнитные весы позволяют исключить основной источник погрешности от нестабильности магнитной индукции, используя в качестве опоры вес Р, самого чувствительного элемента без специальной эталонной катушки. Это существенно упрощает конструкцию электромеханической части весов и повышает стабильность их работы (исключает погрешность от нестабильности магнитной индукции).

Упрощение конструкции наиболее сложной и дорогостоящей электромеханической части весов позволяет заметно снизить их стоимость без потери точности и измерения. формула изобретения

Электромагнитные весы, содержащие упруго подвешенный чувствитЕльный элемент с грузоприемной чашкой, связанный с системой уравновешивания в виде расположенной в поле магнитной системы катушки силовой компенсации, подсоединенной через интегратор и коммутатор к источнику тока, о т л и ч а ю щ и е с я тем, что, с целью исключения влияния нестабильности магнитной индукции на результаты измерений,. они снабжены фиксатором нижнего по оси действия силы тяжести положения чувствительного элемента и дискриминатором верхнего положения катушки с подключенным к нему формирователем импульса, соответствующего этому положению, и соединенным с коммутатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIQA Р 3688854, кл. 177-164, 1972.

2. Патент США Р 3786883, кл. 177-164, 1974 (прототип).

838388

„CD ipreue атее

9>ис.f

Составитель Т. Устинова

Редактор Л. долинич Техред Н. Майораш Корректор Г. Наз арова .

Заказ 4407/58 Тираж 702 . Подписное

ВНИИПИ ГосУдарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4