Трехопорные электромагнитные весы

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности электромагнитных весов. Обе упругие системы выполнены идентично в виде цельно изготовленных трех балок с тремя общими заделками на концах, которые расположены в двух параллельных плоскостях по сторонам равностороннего треугольника. В серединах балок 4 закреплены магнитные /7 (Л 00 1C

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ц1) 4 0 01 G 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOlVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3951928/24-10 (22) 13.09.85 (46) 15.02.87. Бюл. Р 6 (71) Ленинградский политехнический институт им. N.È. Калинина (72) В.С. Моисейченко, Л.К. Рукина, В.M. Трофимов и И.Л. Мосягина (53) 681.269 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

NI 787904, кл. G 01 G 7/04, 1974.

Авторское свидетельство СССР

У 1107000, кл. G 01 G 7/04, 1983. (54 ) ТРЕХОПОРНЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ

ВЕСЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повьппение точности электромагнитных весов. Обе упругие системы выполнены идентично в виде цельно изготовленных трех балок с тремя общими заделками на концах, которые расположены в двух параллельных плоскостях по сторонам равностороннего треугольника. В серединах балок 4 закреплены магнитные 1290082 системы 6 электромагнитных силовых мые фотоэлектрическими датчиками 8 компенсаторов, катушки 7 которых перемещения в .электрические токи, жестко соединены с центрами балок 5. создающие в катушках 7 усилия компенОбе балочные системы соединены через сации. Эти усилия вызывают перемепрокладки 10 с опорным кольцом 11. щения в балках 4 и 5, уравновешиваУсилие от груза 2 через упоры 3 ющиеся в автокомпенсационной системе. вызывает прогибы балок 4, преобразуе- I ил.

Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к весам, имеющим электромагнитную систему уравновешивания.

Цель изобретения — повышение точности, На чертеже показана схема конструкции трехопорных электромагнитных весов.

Весы содержат грузоприемную чашку

l для груза 2, которая с помощью трех .упоров 3 соединена с жесткими балками 4 в их серединах. Под балками 4 расположены три балки 5, которые выполенны с меньшей в два — три раза шириной и толщиной своих сечений по сравнению с соответствующими сечениями балок 4, т.е. балки 5 имеют значительно меньшую жесткость по сравнению с балками 4.

С балками 4 жестко соединены магнитные системы 6 электромагнитных

cHJIoBbIx компенсаторов, катушки 7 ко 25 торых жестко соединены с центрами балок 5.

Между балками 4 и 5 в средней их части установлены три фотопары датчика перемещения 8, один элемент которых установлен на жесткой балке 4, а другой — на податливой балке 5. Расстояние между балками задано с помощью калиброванных прокладок 9, Обе балочные упругие системы соединены через прокладки 10 с 35 жестким опорным кольцом 11 посредством винтов 12.. Весы устанавливаются на основании с помощью трех регулируемых по высоте ножек 13. Фотодатчики перемещения 8 электрически 40 соединяются с входами операционных усилителей 14, выходные сигналы которых преобразуются в компенсирую2 щий ток, поступающий в катушки 7 электромагнитных силовых компенсаторов. Токи катушек суммируются на образцовом сопротивлении P .

Весы работают следующим образом.

При установке груза массой m

= Р„ /g усилие Р„ в зависимости от месторасположения груза на чашке 1 распределяется соответствующим образом на упоры 3 так, что Р„ = Р„ +

+ Р + Р„ . Силы Р„, Р„ и Р„ вызыхэ "1 2 вают пропорциональные им прогибы Х,, Х, Хэ средних точек балок 4, опре-

I деляемые жесткостями С,, С и С9 балок 4. Прогибы (перемещения) балок

4 преобразуются фотоэлектрическими датчиками 8 перемещения в электрические токи A i, bi, ыэ, которые усиливаются, и выходные токи усилителей 14 создают в катушках 7 усилия компенсации: FI = 1,BI,; !"

,ВТ,; Р, - ?,ВХ „ где Е,, Е и E э — длина активиых витков катушек 7;

 — магнитная индукция.в зазорах магнитной системы;

1,,, у в токи в катушках магнитоэлектрических преобразователей.

Силы F(, F и Рэ взаимодействия катушек силовой компенсации с магнитной системой-воздействуют на балки

И Н 6

5 и вызывают перемещения Х,, Х, Х>, определяемые жесткостями С",, С и

С балок 5.

С другой стороны, силы магнитных систем — Р1, У7 Рэ, равные и противоположные силам катушек силовой компенсации, воздействуют на упругие балки 4 навстречу соответствующим

1290082 формула и з о б р е т е н и я

20 и с опорным кольцом, магнитные системы закреплены в серединах балок верхней упругой системы, а катушки— в серединах балок нижней упругой системы.

Составитель В. Ширшов

Техред Л.Олейник Корректор В. Бутяга

Редактор Т. Митейко

Заказ 7888/35 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 составляющим силы тяжести Р» . В результате каждая из балок 4 находится под воздействием разности сил

Р - Р, Є— Fz и Є— Fq вызывающей п р оп орцион аль ные п ер ем еще ния 5

Х,, Х и Х . Перемещения Х,, Х и

Х уравновешиваются в автокомпенса3 и II ционной системе. перемещениями Х,, Х, Х" и с достаточной точностью можно п I д t u считать, что Х,= Х; Х = Х,; Х = Хз, 10 так как

Р» -F< i P.;F i Р» -Р>

Х = --I-г- Х = ---- — Х =г С з ю F, ((. Fp u

I 2 9 х = -- -- х = — — х

С" С" С"

2 9 15 и. полагая для упрощения получим

P„- F, F, . 7,.В,.I, = J.=

С С" С"

P„-F F» .E.BI х и )

С С«С"

P„-F F Ь ° B. Ig х

Ф

С С С"

При условии равенства Р< .=1 = Г = P 25 и принимая во внимание, что выходной ток сумматора I =I, +I +I, а х сила Рл =P +Pх+Р„получим л х, х», Р (1+ -) BI

С

Сомножитель 1BI определяет величину суммарной компенсирующей силы

ГК, развиваемой магнитоэлектрическими преобразователями.

Таким образом, данные электромагнитные весы позволяют взвешивать

С, груз весом P в (1 + †) раз больх

С„ ше, чем суммарная компенсирующая си- ла Р„ магнитоэлектрических преобра-. зователей.

В отличие от прототипа с консоль— ным типом упругого масштабирующего устройства точки приложения сил (подпятники), расположенные в середине балок, не поворачиваются при нагрузках, что исключает погрешность линей— ности °

Трехопорные электромагнитные ве— сы, содержащие опорное кольцо, верхнюю и нижнюю параллельно установленные упругие системы, на верхнюю из которых, выполненную с большей жесткостью, посредством трех опор установлена грузоприемная чашка, три электромагнитных компенсатора, магнитные системы которых жестко скреплены с верхней упругой системой, а катушки — с нижней упругой системой, и три датчика перемещения, подключенные к системе автоматического уравновешивания, соединенной с катушками электромагнитных компенсаторов, о т л и ч а ю щ и е с я тем, что, с целью повьппения точности, в них обе упругие системы выполнены в виде цельно изготовленных трех балок, оси которых расположены по сторонам равностороннего треугольника и объединенных между собой общими заделками, причем заделки балок верхней упругой системы через прокладки жестко соединены с соответствующими заделками балок нижней упругой системы