Электронные весы

 

Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к электронным весам с электромагнитной системой уравновешивания, и позволяет повысить точность измерения. Весы содержат коромысло 1, которое подвешено на токоподводящих растяжках 2 и снабжено подвесками 3, токовую катушку 4, помещенную в рабочих зазорах 5 между постоянным магнитом 6 и V - образным магнитопроводом 7 с горизонтальной частью 8, преобразователь отклонения 12, стержень 11 из немагнитного материала с температурным коэффициентом линейного расширения близким к нулю, и электронное устройство 13. Весы работают следующим образом. При нагружении подвесок 3 коромысло 1 отклоняется от положения равновесия, преобразователь отклонения 12 вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный измеряемой массе, который преобразуется в постоянный ток и через электронное устройство 13 поступает в токовую катушку 4, находящуюся в магнитном поле, создаваемом постоянным магнитом 6, в результате чего возникает крутящий момент, возвращающий коромысло 1 в положение равновесия. При изменении температуры изменение магнитной индукции в зазорах 5 вследствие уменьшения намагниченности постоянного магнита 6 компенсируется за счет уменьшения суммарной длины зазоров 5, 9, 10 вследствие линейного температурного расширения постоянного магнита и горизонтальных частей V - образного магнита 7. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИЛЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ!УБЛИН

„,SU„,j56 (5!)5 C 01 С 7 04

ГОСУДАРСТВЕННЬ!Й НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОП.!РЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ --- --.

Й АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2!) 4319084/24-10 (22) 27.10,87 (46) 23.05.90. Бюл, 9 19 (72) В.Я,Кузьмин и A,Ï.iО(елкин (53) 68 269 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 113724, кл. G 01 G 7/04, 1982.

Патент США Р 3305035, кл, С О1 С 7/04, 1965. (54) ЗЛЕКТРОП1ЫЕ ВЕСЫ (57) Изобретение относится к весаизмерительной технике, в частности к электронным весам с электромагнит— ной системой уравновешивания, и позволяет повысить точность измерения, Весы содержат коромысло 1, которое подвешено на токопадводящих растяж— ках 2 и снабжена подвесками 3,, токовую катушку 4, помещенную в рабочих зазорах 5 между постоянным магнитом б и Ч-образным магнитопроводом 7 с горизонтальной частью 8, преобразователь отклонения 12, стержень 11 из немагнитногс материала с температурным коэффициентом линейного расширения, близким к нулю, и электронное устройства 13. Весы работают следующим образом. При нагружении подвесок 3 коромысло отклоняется от положения равновесия, преобразователь отклонения 12 вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный изме!.немой массе, который преобразуется в постоянный ток и через электронное устройство 13 поступает в таковую катушку 4, находящуюся в магнитном поле, создаваемом постоянным магнита. -. 6, в результате чего возникает крутяший момент, возвращающий коромысло 1 в положение равновесия, При изменении температуры изменение магнитной индукции в зазорах

5 вследствие уменьшения намагниченности постоянного магнита 6 компенсируется за счет уменьшения суммарной длины зазоров 5, 9, 1О вследствие линейного температурного расширения постоянного магнита и горизонтальных частей Ч-образнага магнита 7. 2 ил.

1566222

Изобретение относится к автоматической весоизмерительной технике, в которой:;уравновешивание весов достигается с помощью электромагнитных устройств — обратных преобразователей электрического сигнала в перемещение коромысла.

Целью изобретения является повышение точности электронных весов.

На фиг.1 изображена схема электронных весов; на фиг,2 — схема магнитопровода.

Весы (фиг.l).содержат коромысло

1, которое подвешено на токоподводя щих растяжках 2 и снабжено подвесками

3. На коромысле 1 закреплена токовая катушка 4, помещенная в рабочих зазорах 5 .между постоянным магнитом 6 и V-образным магнитопроводом, состоя- 20 щим (фиг.2) из боковых вертикальных. стенок 7 и нижней горизонтальной части 8, между которыми имеются дополнительные зазоры 9 и 10. Параллельно нижней части 8 магнитопровода между вертикальными его стенками 7 жестко закреплен стержень 11 из немагнитного материала с температурным коэффициентом линейного расширения, близким к нулю, например из ситала или 30 кварца, Преобразователь 12 отклонения коромысла установлен вблизи токовой катушки 4 и электрически связан с регистрирующим устройством 13, выход 35 которого подключен к токовой катушке 4.

Электронные весы работают следую1щим образом.

При нагружении подвесок 3 и отклонении от положения равновесия коромысла 1 преобразователь 12 отклонения вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный измеряемой массе, который преобразуется в постоянный ток и через регистрирующее электронное устройство 13 поступает . в токовую катушку 4, находящуюся в магнитном поле, создаваемом постоянным магнитом 6, в резульФате чего возникает крутяп и момент, возвращающий коромысло 1 в положение равновесия. Значение крутящего;момента И пропорционально току обратной связи и магнитной индукции в зазорах В:

M = KIB (1) где к — коэффициент пропорциональности.

Таким образом значение тока I ока" зывается пропорционально измеряемой массе при условии IIocToRHcTBB магнитной индукции в,зазоре, B то же время известно, что намаг-. ниченность постоянного магнита, а ч следовательно, магнитная индукция в зазоре уменьшается с увеличением температуры, в пределах от 2 10 до 1 l0 град-< и больше, что приводит к появлению дополнительной температурной погрешности.

В предлагаемых электронных весах при изменении температуры изменение магнитной индукции в зазорах вследствие уменьшения намагниченности постоянного магнита 6 компенсируется эа счет уменьшения суммарной длины зазоров из-sa линейного температурного расширения постоянного магнита и горизонтальных частей V-образного магнитопровода.

Анализируя линейное расширение отдельных частей магнитопровода (фиг ° 2), можно сказать, что с увеличением температуры металлические части магнитопровода, имеющие размеры а, а,, а, Ь „ и температурный коэффи" циент линейного расширения р, удлиняются, в то время как длина Ь немагнитного стержня ll, имеющего температурный коэффициент линейного расширения, близкий к нулю, остается постоянной, вследствие чего длины зазоров уменьшаются. Уменьшение длины воздушных зазоров магнитопровода приводит к увеличению магнитного потока, в результатс чего повышается магнитная индукция в рабочих зазорах 5. А так как при увеличении температуры намагниченность магнита падает, то в предлагаемой конструкции происходит компенсация температурного изменения индукции. Полная компенсация температурйого изменения индукции осуществляется, если выполняется условие йЯ1з (2) где 6„ — температурный коэффициент намагниченности;

l!t - изменение температуры; .Й1з — суммарная длина зазоров

5, 9 и 10 магнитопровода;

Л(- :1 ) — изменение длин зазоров

5, 9 и 10 при изменении

Ф темп ературы на величину

А .

2 6 посредственно самого коэффициента преобразования обратного преобразователя.

Ф о р и у л а и э о б р е т е н и я

Электронные весы, содержащие коромысло с подвесками, преобразователь отклонения коромысла от положе" ния равновесия, регистрирующий электронный блок и обратный преобразо" ватель, включающий постоянный магнит, 7-образный магнитопровод, при этом магнит расположен с зазорамн между боковыми частями Ч-образного магнитопровода, прямоугольную токовую катушку, расположенную в зазорах, о т л,и— ч а я щ и е с я тем, что, с целью повышения точности за счет сии ения температурной погрешности, они снабжены немагнитным стержнем из материала с температурным коэффициентом ли1

1 нейного расширения д 0 — -- в о zp у а у а у bq - длины частей магнитопровода, параллельных немагнитному стержню )), Из полученного выражения (3) в соответствии с фиг.2 получают зависимость, при которой температурное изменение индукции в рабочем зазоре магнитопровода равно нулю. .к1 2 Рс

Ь P„ Ðå

15 где. b — - длина немагнитного стержня с температурным коэффициентом линейного расширения, близким к нулю.

Использование описанных конструктивных отличий позволяет, пе исключая возможности применения термисторов и различных схем температурной компенсации, добиться дополнительно-, го снижения температурной погрешности электронных весов за счет повышения температурной стабильности не- "

V-образном магнитопроводе выполнены дополнительные зазоры между его боковыми частями и основанием, немагнитный стержень жестко закреплен между боковыми, частями V-образного магнитопровода, при этом отношение суммы длин всех зазоров магнитопровода к длине магнитного стержня равно удвоенному отношению температурных коэффициентов намагниченности магнита и линейного расширения магнитопровода.

5 156622

В этом случае дополнительная температурная погрешность стремится к нулю.

Для магнитной системы предлагаемых весов условие (2} можно выразить через температурные коэффициенты линейного расширения и относительные размеры частей магнитопровода (фиг.2): .( (а+аi+а b ) м 1

Ре (Э) 1566222

Составитель В.Величко

Редактор Н.Бобкова Техред11.0лщцдц КоРректоР В.Кабаций

Тираж 418

Заказ 1215

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5,Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101