Трехопорные электромагнитные весы

 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для точного измерения массы различных грузов. Изобретение позволяет повысить надежность и упростить конструкцию весов. Трехопорные электромагнитные весы содержат грузоприемную чашку 1 с тремя плоскими опорными подпятниками 2, сидящими на упорах 3 подвижных упругих чувствительных элементов, расположенных под углом 120° друг к другу. Упругие чувствительные элементы выполнены в виде пластин 4 из монокристаллического кремния, одни концы которых через упругие шарниры 5 связаны со стойками 6, прикрепленными к основанию 7. На свободных концах пластин 4 выполнены окна 8 с расположенным внутри трехлучевым магнитопроводом 9. По периферии окон 8 с двух сторон пластин 4, сформированы обмотки 10 силовой компенсации. Наружные контуры 11 окон 8, несущие на себе активные витки двух обмоток 10, находятся в рабочем зазоре, образованном магнитопроводом 9 и сердечником 12. На нижней стороне пластины 4 напылен подвижный электрод 14 емкостного датчика перемещения, под которым на неподвижной пластине 15 расположен неподвижный электрод 16. Пластины 4 и 15 жестко соединены по периферийному концевому участку 17 и установлены на стойке 6. Магнитная система установлена в центре, а три стойки 6 - на краях под углом 120° друг к другу. Электроды 14 и 16 подключены к усилителю 18, образующему с конденсатором 19 активный делитель емкости. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„„1500845

А1 (51) 4 С 01 С 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Д 1 131211 9 Я

17

15 фиг 1

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4187698/24-10 (22) 29.01.87 (46) 15.08.89. Бюл. ¹ 30 (71) Ленинградский политехнический институт им. М,И.Калинина (72) В,М.Артемов, В.Е.Евдокимов, В.С,Моисейченко и В.M.Òðîôèìoâ (53) 681.261(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1432337, кл. G 01 G 7/02, 26.11.87 °

Авторское свидетельство СССР № 1203374, кл. С 01 С 7/04, 1984.

2 (54) ТРЕХОПОРНЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ

ВЕСЫ (57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для точного измерения массы различных грузов.

Изобретение позволяет повысить надежность и упростить конструкцию весов. Трехопорные электромагнитные весы содержат грузоприемную чашку 1 с тремя плоскими опорными подпятниками 2, сидящими на упорах 3 подвижных

1500845 упругих чувствительных элементов, расположенных под углом 120 друг к о другу, Упругие чувствительные элементы выполнены в виде пластин 4 из монокристаллического кремния, одни концы которых через упругие шарниры 5 связаны со стойками 6, прикрепленными к основанию 7. На свободных концах пластин 4 выполнены окна 8 с расположенным внутри трехлучевым магнитопроводом 9. По периферии окон 8 с двух сторон пластин 4 сформированы обмотки 10 силовой компенсации. Наружные контуры 11 окон 8„ несущие на !5 себе активные витки двух обмоток 10 находятся в рабочем,зазоре обраэоИзобретение относится к информационно-измерительной технике и может найти широкое применение для точного 25 измерения веса различных грузов.

Цель изобретения — повьппение надежности и упрощение конструкции весов.

На фиг.l изображена схема трехопор-р ных электромагнитных весов; на фиг.2 схема работы чувствительного,элемента весов.

Весы содержат грузоприемную чашку ! с тремя плоскими опорными подпятни-35 ками 2, сидящими на упорах 3 подвижных упругих чувствительных элементов, расположенных в одной плоскости под углом 120 друг к другу. Упругие чувствительные элементы выполне- 40 ны в виде монокристаллических кремниевых пластин 4, одни концы которых через упругие шарниры 5 связаны со стойками 6, прикрепленными к основанию 7, На свободных концах пластин

4 выполнены окна 8. с расположенным внутри трехлучевым магнитопроводом 9.

По периферии окон 8 с двух сторон пластин 4 сформированы обмотки силовой компенсации 10. Наружные контуры

5О окон 11 несущие на себе активные витки двух обмоток силовой компенсации 10,находятся в рабочем зазоре, образованном трехлучевым магнитопроводом и трехлучевым сердечником 12.

Индукция в зазорах создается постоянным магнитом 13. На нижней стрроне пластины 4 напылен подвижный элекпрод 14 емкостного датчика перемещеванном магнитопроводом 9 и сердечником 12. На нижней стороне пластины 4 напылен подвижный электрод 14 емкостного датчика перемещения, под которым на неподвижной пластине 15 расположен неподвижный электрод 16. Пластины 4 и 15 жестко соединены по периферийному концевому участку 17 и установлены на стойке 6. Магнитная система установлена в центре, а три стойки 6 — на краях под углом 120 друг к другу. Электроды 14 и 16 под-: ключены к усилителю 18, образующему с конденсатором 19 активный делитель емкости. 2 ил. ний, год которым расположен на неподвижной кремниевой пластине 15 аналогичный неподвижный электрод 16. Пластины 4 и 15 жестко соединены между собой по периферийному концевому участку 17 и установлены на стойке 6.

Магнитная система установлена в центре, а три стойки 6 — на краях под углом 120 друг к другу. Электроды 14 и 16 подключены к усилителю 18, образующему с конденсатором 19 активный делитель емкости, связанный с усилителем 20.

Весы работают следующим образом.

Измеряемый груз весом Р устанавливается на чашку 1, в зависимости от местоположения на чашке он распределяется йа упоры 3 так, что Р„=Р „+

+Р +Р„ . Составляющие веса Р„ созх дают моменты М „=Р „ 1, которые в системе силовой компенсации уравновешиваются моментами М к, создаваемыми усилителями F обмоток 10 силовой компенсации на плече L, т.е. M =F„ L.

Некомпенсация йМ „ вызывает поворот пластины 4 на угол и 8, работающей как консоль за счет деформаций упругих шарниров 5 (рис,2), При повороте пластины на 4 6„ зазор между электродами 14 и 16 меняется на

L йх= — д8, что вызывает изменение емкости между ними на ДС„, преобразуемое активным делителем емкости в электрический сигнал

С

ДБ

Х О

1500845

ЬЬэ»

Юнга для кремния I= — момент

1 1 инерции сечения перемычки; К P - =†?

ДИ

>i 100 — коэффициент усиления разомкнутой системы уравновешивания.

Alg. 1

Составитель Т.Ишкова

Редактор И.Сегляник Техред И.Цидык Корректор И.Куска

Заказ 4851/34 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Сигнал дЧ . преобразуется усилителем 20 в ток I<, поступающий в обмотку силовой компенсации 10 и создающий усилие Р„=В р1,I где В, — маг": нитная индукция в рабочем зазоре, 1д — полная длина активной части витков силовой компенсации 10. Усилие

F на плече Ь создает компенсирующий момент Е„.

Предполагая для всех трех уравновешивающих систем одинаковые значения длин плечей L и 1 активных витков 1р и магнитной индукции в зазоре В, получим Р =Р„, +Р„+Р Bo1 р (1 х +1 +I x ) — x Bo 1 o I)(Х1 Х2 хз где ток I > является выходным током трехопорных электромагнитных весов.

Чувствительность весов определяется жесткостью подвески пластины 4 консольной балки с упругими шарнира- ми 5 (рис.2). Прогиб пластины Ьх характеризуется в основном углом поворота Д8 концевого сечения А-А упрух гого шарнира 5 и определяется величиной нагрузки Р„, приложенной в точке А, и момента N =P „ 1. С достаточP 1 ной точностью OB = — †- - (1 +21)

2EI ° К р и прогиб центра пластины х

Р х1у 1

= — -,— — — (1 +21), где 1 — длина

4EI 1(р перемычки; Е = 1,7 .10 " H/М вЂ” модуль

Г формула и з о б р е т е н и я

Трехопорные электромагнитные весы, содержащие основание, грузоприемную чашку, три упругих чувствительных элемента с упорами„ расположенных в

tS одной плоскости пад углом 120 друг к другу и выполненных в виде пластин, одни концы которых через упругие шарниры связаны с основанием, датчики перемещения, расположенные

20 на упругих чувствительных элементах и подключенные в электрическую схему силового уравновешивания, и магнитную систему.иэ магнитопровода и обмоток силовой компенсации, о т л и25 ч а ю щ и е с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения конструкции, магнитопровод расположен в выполненных на свободных концах пластин окнах, по периферии которых сформированы обмотки силовой компенсации, причем наружный контур каждого окна находится в рабочем зазоре магнитной системы, а упругие чувствительные элементы выполнены с упорами как

Зб единое целое.