Автоматические весы

 

Изобретение относится к весоизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности. При появлен ии сигнала превышения уровня помех запускается одновибратор 28, его выходной сигнал меняет значение с логической «1 на «О, перекрывая тем самым входы вентилей 22 и 23, и устанавливает в «1 триггер 25, открывая вентиль 24 по управляющему входу для пропускания импульсов коррекции на входы вычитания цифрового интегратора 19 и счетчика 20. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5â 4 б 01 G 7 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4114561/24-10 (22) 01.09.86 (46) 15.03.88. Бюл. № 10 (71) Ленинградский завод «Госметр» Ленинградского производственного объединения

«Вибратор» (72) В. Л. Романов и Е. И. Деньщиков (53) 681.269 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 787904, кл. G 01 G 7/04, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 1154542, кл. G 01 G 7/04, 1983.

„„SUÄ„1381339 А1 (54) АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЕСЫ (57) Изобретение относится к весоизмерительной технике. Цель изобретения — повышение точности. При появлении сигнала превышения уровня помех запускается одновибратор 28, его выходной сигнал меняет значение с логической «1» на «О», перекрывая тем самым входы вентилей 22 и 23, и устанавливает в «1» триггер 25, открывая вентиль

24 по управляющему входу для пропускания импульсов коррекции на входы вычитания цифрового интегратора 19 и счетчика 20.

1 ил.

1381339

Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к весам для измерения массы и моментов с автоматическим уравеновешиванием нагрузки.

Цель изобретения — повышение точности.

На чертеже представлена схема весов.

Весы содержат чувствительный элемент 1 с грузоприемной площадкой 2 для взвешива; емого образца 3, закрепленный на опорах 4 и 5, например упругих лентах, заделанных в основание 6. К чувствительному элементу 1 прикреплена подвижная часть 7 датчика 8 некомпенсации, который подключен через устройство 9 выделения переменной составляющей к формирователю 10 сигнала и через усилитель 11 — к электромагнитному компенсатору 12, содержащему подвижную катушку 13, расположенную в магнитной системе 14, токоподводы 15 и 16 и опорный резистор 17, имеющий сопротивление R,ð и служащий для съема измеряемого сигнала Up= 1,Rpn= К1М„пропорционального комплексационному току 1 и измеряемой массе М„образца 3 (Ki — масштабный коэффициент) .

Весы также содержат аналого-цифровой преобразователь 18 (АЦП), цифровой интегратор 19, два счетчика 20 и 21 (соответственно счетчик коррекции и счетчик цик ов осреднения), три вентиля 22 — 24 (соотетственно вентиль информации, вентиль циклов осреднения и вентиль коррекции), риггер 25, нуль-детектор 26, гененатор им,пульсов 27, одновибратор 28 и последова1гельно соединенные логический ключ 29, бу.ферную память 30 и цифровой индикатор 31.

Входы сложения цифрового интегратора 19 и первого счетчика 20 через первый вентиль 22 связаны с выходом АЦП 18, а входы вычитания через третий вентиль 24 связаны с генератором 27 импульсов.

Выход цифрового интегратора 19 через логический ключ 29, буферную память 30 связан с цифровым индикатором 31. Вход одновибратора 28 связан с выходом формирователя 10 сигнала.

Выход одновибратора 28 связан с входами второго вентиля 23, первого вентиля 22 и через триггер 25 — с управляющим входом третьего вентиля 24.

Вход установки нуля триггера 25 через нуль-детектор 26 связан с кодовым выходом первого счетчика 20.

Выход синхронизации АЦП 18 связан через второй вентиль 23 с вторым счетчиком

21, выход которого связан с входами управления первого счетчика 20, цифрового ин-, тегратора 19 и логического ключа 29.

Работа весов происходит следующим образом.

На грузоприемную площадку 2 устанавливают исследуемый образец 3 и чувстви1гельный элемент 1, подвешенный на опорах

4 и 5, смещается на величину Qh при этом с датчика 8 некомпенсации выходной сигнал У.. поступает на усилитель 11 и после усиления в виде компенсационного тока Ik через токопроводы 15 и 16 поступает в подвижную катушку 13, возвращающую чувствительный элемент 1 в исходное положение ьЬ-+О, и далее в виде сигнала V с опор. ного резистора 17 поступает на вход АЦП 18, циклически преобразующего его в числоимпульсную форму.

Количество импульсов на выходе АЦП 18 в каждом. из тактов оцифровки компенсационного тока I пропорционально осредненному за это время значению тока 1», содер15 жащего наряду с постоянной составляющей, пропорциональной массе исследуемого образца, переменную составляющую, вызванную условиями эксплуатации (вибрации, ударов, и т.д.). Наличие переменной составляющей произвольной формы, определяе20 мой характером внешних воздействий и реакцией на них элементов конструкции весов, приводит к тому, что количество импульсов в выходном коде АЦП 18 в каждом из следующих один за другим циклом его рабо25 ты отличается, причем среднее интегральное значение кода соответствует (приближаться) к истинному значению постоянной составляющей, т.е. к величине тока компенсации, формируемого усилителем 11 в отсутствие вибропомех.

30 Априорное значение возможного характера вибропомех и частотных свойств элементов конструкции весов, позволяет на этапе проектирования весов задать необходимые частотные характеристики АЦП !8 и количество циклов осреднения, необходимых для

35 формирования результата, отличающегося от истинного на допустимую величину погрешности.

Операция осреднения результата осуществляется автоматически цифровым ин4С тегратором 19, на вход сложения которого через первый вентиль 22 поступают импульсы числоимпульсного кода с выхода AIIH 18.

Одновибратор 28 вырабатывает запрещающий сигнал при появлении помех, превышающих по уровню значение, задаваемое

45 устройство 9 выделения переменной составляющей и формирователем 10 сигнала, благодаря чему на выходе первого вентиля 22 появляются пачки импульсов АЦП 18 при уровне, выбранном на основе интегрирующих свойств АЦП 18 и цифрового интегра50 тора 19.

Выделение переменной составляющей помех осуществляется с помощью устройства

9 выделения переменной составляющей.

Формирование логического сигнала нали55 чия помех и задание допустимого уровня осуществляется формирователем 10 сигнала.

Одновибратор 28 позволяет запомнить на время цикла работы АЦП 18 факт появле1381339 ния помехи и с помощью выходного сигнала перекрыть выдачу импульсов числоимпульсного кода с первого вентиля 22 установить триггер 25 управления коррекцией в положение «1», при котором его управляющий сигнал открывает третий вентиль 24 и перекрывает второй вентиль 23, запрещая добавление «1» во второй счетчик 21 по окончании очередного цикла работы АЦП 18.

В связи со случайным характером появления помехи ее воздействие может превысить пороговый уровень, задаваемый формирователем 10 сигнала в течение одного или нескольких циклов работы АЦП 18. При этом на входы сложения цифрового интегратора 19 и первого счетчика 20 наряду с пачками импульсов АЦП 18, имеющими допустимый разброс, поступают пачки с недопустимой величиной разброса, искажающей осредненное значение результата. Для повышения быстродействия (уменьшения времени формирования осредненного значения результата) и исключения необходимости перепроверки истинности результата осреднения в одновибраторе 28 происходит запоминание сигнала превышения уровня помех порогового значения на время цикла работы АЦП 18 и блокируется добавление «1» во второй счетчик 21 и прекращается пропускание импульсов через первый вентиль

22, а поступившее количество импульсов сбойного цикла в цифровой интегратор 19 вычитается путем открывания третьего вентиля

24 по сигналу с триггера 25 и подачи импульсов от генератора 27 импульсов, третий вентиль 24 на входы вычитания цифрового интегратора 19 и первого счетчика 20 импульсов, количество которых равно коду, набранному в сбойном цикле первого счетчика 20.

Момент прекращения подачи корректирующих импульсов определяется с помощью схемы нуль-детектора 26, выявляющий момент обнуления первого счетчика 23 при поступлении на его вход количества импульсов, равного количеству набранных на нем в сбойном цикле. Нуль-детектор 26 формирует выходной импульс сброса триггера 25, выход которого перекрывает третий вентиль 24, прекращая поступление корректирующих импульсов на входы вычитания цифрового интегратора 19 и первого счетчика 20.

В цифровой интегратор 19 промежуточные результаты оцифровки поступают только при допустимом уровне помех, подавляемых за заданное. количество циклов осреднения, причем при воздействии интегратор

19 вычитается равное им количество корректирующих импульсов, а продолжительность цикла (период осреднения) увеличивается только на время, кратное количеству циклов работы ALI,H 18, в течение которых уровень переменной составляющей на выходе датчика 8 некомпенсации превышал допустимый уровень помех, подавляемых с по30 мент по отношению к началу цикла формирования отсчета не пришел сигнал Sn, выходной сигнал одновибратора 28,перекрывая первый вентиль 22 исключает дальнейшее проникновение импульсов кода АЦП 18 в

З5 цифровой интегратор 19 и первый счетчик

20 и одновременно блокирует через второй вентиль 23 циклов осреднения добавление

«1» во второй счетчик 21. Установленный в единичное состояние триггер 25 открывает третий вентиль 24 по управляющему вхо40 ду для пропускания импульсов коррекции на входы вычитания цифрового интегратора 19 и первого счетчика 20.

Сброс триггера 25 в исходное нулевое состояние происходит по сигналу с нуль-де45 тектора 26 в момент обнуления первого счетчика 20 от генератора 27 импульсов.

Формула изобретения

5

25 мощью АЦП 8 и цифрового интегратора 19.

При отсутствии сигнала Ь превышания уровня помех порогового значения одновибратор 28 формирует высокий уровень выходного сигнала, поддерживающий в открытом состоянии первый и второй вентили

22 и 23, при котором выходные импульсы кода АЦП 18 поступают на входы сложения цифрового интегратора 19 и первого счетчика 20, а импульсы синхронизации конца измерений S . АЦП 18 по окончании каждого из циклов работы АЦП 18 добавляют во второй счетчик 31 «1», увеличивающую его содержимое вплоть до переполнения.

Сигнал переполнения Sy выхода старшего разряда второго счетчика 21 поступает на вход управления логического ключа 29, переписывая осредненную информацию цифрового интегратора 19 в буферную память

30 и цифровой индикатор 31 и на входы управления цифрового интегратора 19 и первого счетчика 20, подготавливая их к формированию результата очередного цикла осреднения.

При появлении сигнала Sn превышения уровня помех запускается одновибратор 28, его выходной сигнал меняет значение с логической «1» на «О», перекрывая тем самым входы первого и второго вентилей

22 и 23 и устанавливая в единичное состояние триггер 25. При этом в какой бы моАвтоматические весы, содержащие чувствительный элемент с датчиком некомпенсации, подключенным к последовательно соединенным усилителю, электромагнитному компенсатору и аналого-цифровому преобразователю и к последовательно соединенным блоку выделения переменной составляющей и формирователю сигналов, последовательно соединенные логический ключ, буферную память и цифровой индикатор, 1381339

Составитель И. Курдченко

Редактор М. Недолуженко Текред И. Верее Корректор М. Пожо

Заказ 838/37 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., n. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 отличающиеся тем, что, с целью повыше,ния точности измерения, в них введены цифровой интегратор, два счетчика, три вентиля, генератор импульсов, одновибратор, триггер, нуль-детектор, причем первый выход аналого-цифрового . преобразователя связан с управляющим входом первого вен-! ,тиля, выход которого связан с входами сложения первого счетчика и цифрового ин тегратора, вход первого вентиля связан с входами второго вентиля, одновибратора и с первым входом триггера, выход котоого связан с управляющим входом третьго вентиля, вход которого связан с выходом генератора импульсов, а выход — с входами вычитания первого счетчика и цифрового интегратора, выход которого соединен с входом логического ключа, при этом второй выход аналого-цифрового преобразователя связан с управляющим входом второго вентиля, выход которого связан с входом второго счетчика, выход которого связан с входами. управления логического ключа, цифрового интегратора и первого счетчи10 ка, выход которого последовательно соединен с нуль-детектором и вторым входом триггера, а вход одновибратора связан с выходом формирователя сигналов.