Весы с электромагнитным уравновешиванием

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Соцнапнстнческнх

Республнк рн993036 (61) Дополнительное х авт. сеид-ву— (22) Заявлено17. 08. 81 (21) 3332416/18-10. (51)М.КИ.З с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

G 01 С 7/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 3001.83. Бюллетень М 4

Дата опубликования описания. 300183 (53) УДК 681.267..7(088.8).

В.С. Моисейченко, В.Е, Евдокимов, В.И. Лобан и В. В. Тыльтин

1!а Е ::

Ленинградский ордена Ленина политехническ A институт им. М.И. Калинина

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ВЕСЫ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ УРАВНОВЕШИВАНИЕМ

Изобретение относится к весоизмерительной технике.

Известны бескоромысловые электронные весы, содержащие чувствительный, элемент с чашкой для грузов, упругую подвеску, преобразователь некомпенсации и электрическую схему с магнитоэлектрическим уравновешивающим .пре образователем (1 ).

Эти весы позволяют измерять относительно большие массы грузов, однако наличие упругого подвеса обусловливает статический характер уравновешивания со свойственной ему погрешность1о чувствительности прямой цепи и погрешностью дрейфа нуля, а также низкую чувствительность °

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемым являются весы с электромагнитным уравновешиванием, содержащие грузоподъемную чашку, соединенную с чувствительным элементом. имеющим фиксаторы положения и магнитоэлектрический компенсатор с катушкой силовой компенсации, включенной в схему, содержащую генератор линейно изменяющегося напряжения, клич с одним выходом н ключ с двумя выхода.ми, генератор импульсов, триггер и счетчйк. 30

Отличительная особенность этих весов состоит в том, что на их выходе формируется временной параметр в результате двух последовательных измерений, независящий от нестабильностей магнитной индукции 2).

Недостатком таких весов является несовершенство фиксатора уровня перемещения, вызывающее значительные погрешности, обусловленные местоположением груза.

Цель изобретения - повышение точности измерения эа счет обеспечения инвариантности весов к местоположению грузов.

Поставленная цель достигается тем, что в весы введен дифференциатор, один фиксатор положения чувствительного элемента выполнен в виде контактного датчика из кольцевого ножевидного контакта,.смонтированного на чувствительном элементе, и расположенной под ним неподвижной пластины, закрепленной.на основании, а другой фиксатор выполнен в виде емкостного датчика перемещения, образованного чувствительным элементом и расположенной над ним неподвщкной пластиной, причем генератор щвпульсов подключен к коммутирующему входу ключа

993036 с одним выходом, который подключен к коммутирующему входу ключа с двумя выходами, один из которых подключен к счетчику через триггер, а другой непосредственно, при этом управляющий вход ключа с одним выходом соединен с неподвижной пластиной контакт ного датчика, а управляющий вход ключа с двумя выходами соединен через дифференциатор с емкостным датчиком.

На фиг. 1 показана схема весов, и на фиг. 2 и 3 — графики, поясняющие работу весов.

Измеряемая масса 1 устанавливается на грузоприемную чашку 2, жестко соединенную с пластиной 3 (чувствительный элемент), несущую кольцевой ножевидный контакт 4, и с катушкой 5 силовой компенсации, расположенной в зазоре магнитной системы с постоянным магнитом (не показаны), имеющим индукцию В.

Чувствительный элемент (подвижная часть) расположен на нижней неподвижной контактной пластине 6 и зафиксирован от горизонтальных смещений растяжками 7. Пластина 3 и неподвижно установленная на ней пластина 8 образуют емкостный датчик 9 перемещения, подключенный к дифференциатору

10 импульсов, выход которого соединен с входом генератора 11 линейно изменяющегося напряжение и с управляющим входом ключа 12. Выход генератора 11 связан с катушкой 5 силовой компенсации. Генератор 13 импульсов через ключ 12 и через один из выходов клю- 5 ча 14 соединен с входом счетчика 15, а через другой выход ключа 14 — с триггером 16, выход которого подключен к счетчику 15.

Весы работают следующим образом. 4Q

В начальном положении пластина 3 (чувствительный элемент) опорным контактом 4.лежит на пластине 6. Нажатием кнопки 17 "Измерение" дифференциатор 10 запускает генератор 11 и устанавливает ключ 12 в положение Д в момент времени-(, (фиг. 2). Ток в катушке 5, а с йим и усилие компенсации Рх линейно нарастают.

В общем случае эксцентрично расположенного на чашке 2 груза 1 отрыв контакта 4 от пластины 6 происходит неравномерно (сначала отрываются точки, наиболее удаленные от точки приложения силы тяжести). Независимо от местоположения груза 1 перемещение пластинй 3 вызывает изменение емкости между пластинами 3-и 8 и сигнал емкостного датчика 9 перемещения дифференцируется дифференциатором 10.

Тайим образом, дифференцирующий 60 импульс соответствует моменту времени 1, когда (где х — эксцентриситет) и ключ 14 перебрасывается в положение (. Уси,лие Г линейно растет, точка В опирается на пластину 8, и в момент времени + (фиг. 2), когда Г, =Я вЂ” е+х пластина 3 отрывается от пластины

6, контакт 4 размыкается и ключ 12 перебрасывается в положение . На вход счетчика 15 прекращается поступление импульсов счета и генератор

11 отключается.

Измеряемый вес

t xê Ãê, 3о, 2 Щ OT o(1+> 1 3 где Во Lc — магнитная индукция, дли-! на витков, 3o lTo — скорость нарастания тока, счетная частота.

Таким образом, измеряемый вес рХ пропорционален временному параметру

4 + - +err который легко измеряется

1 подсчетом импульсов частоты б в течение времени 1 и частоты 5офв течение времени +< <- + -

Таким образом, результат измерения веса р> не зависит ни от величины эксцентриситета х, ни от точки прилоЖения силы тяжести. Последнее обусловлено круговой симметрией конструкции фиксаторов положения: емкостного и контактного.

Инвариантность показаний весов к местоположению груза повышает их точность, позволяет исключить сложный узел подвески в виде параллелограмма сил, требующий сложной настройки и юстирОвки, что заметно упрощает конструкцию весов и позволяет снизить их стоимость;

Формула изобретения

Весы с электромагнитным уравновешиванием, содержащие грузоприемную чашку, соединенную с чувствительным элементом, имеющим фиксаторы положения. и магнитоэлектрический компенсатор с катушкой . силовой компенсации, включенной в схему, содержащую генератор линейно изменяющегося напряжения, ключ с одним выходом и ключ с двумя выходами, генератор импульсов, триггер и счетчик, о т л и ч а ю щ и е с я тем, что, с целью повышения точности измерения эа счет обеспечения инвариантности весов к местоположению грузов, в них введен дифференциатор, один фиксатор положения чувствительного элемента выполнен в виде контактного датчика из кольцевого ножевидного контакта, смонтированного на чувствительном элементе, и расположенной под ним неподвижной пластины, зак993036

Фиг. 3

Составитель В. Шираав

Редактор Н. Безродная Техред A.Áàáèíåö Корректор у. Пономаренко

Заказ 440/54 Тираж 641

ВнНипи Государственного комитета сссР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 репленной на основании, а другой фиксатор выполнен в виде емкостного датчика перемещения, образованного чувствительным элементом и расположенной над ним неподвижной пластиной, причем генератор импульсов подключен к коммутирующему входу ключа с одним выходом, который подключен к коммутирующему входу ключа с двумя выходами, один из которых подключен к счетчику через триггер, а другой непосредственно, при этом управляющий вход ключа с одним выходом соединен с неподвижной пластиной контактного датчика, а управляющий вход ключа с двумя выходами соединен через дифференциатор с емкостным датчиком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка ФРГ Р 1809108, кл. G 01 G 7/02, опублик. 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2814790, кл. G 01 G 7/04, 1979.