Электромагнитные весы

 

Изобретение относится к технике измерения масс, а именно к точным электромагнитным весам с силовой компенсацией. Цель изобретения - повышение точности. Предлагаемые весы содержат две системы: силового импульсного уравновешивания измеряемого веса P<SB POS="POST">и</SB> и уравновешивания веса P<SB POS="POST">о</SB> опорного элемента. Выходной ток J<SB POS="POST">Xо</SB> опорной системы служит задающим током импульсного делителя тока. Измеряемый вес P<SB POS="POST">X</SB> уравновешивается усилием F<SB POS="POST">к</SB> магнитоэлектрического компенсатора, и неравновесие ΔР<SB POS="POST">X</SB>=P<SB POS="POST">X</SB>-F<SB POS="POST">к</SB> вызывает перемещение ΔХ подвижной части весов, которое преобразуется в электрический сигнал ΔU<SB POS="POST">X</SB>, который импульсным преобразователем преобразуется во временной параметр T<SB POS="POST">X</SB>/T, который управляет импульсным делителем тока, выходной ток которого J<SB POS="POST">X</SB> поступает в катушку магнитоэлектрического компенсатора. Опорный вес P<SB POS="POST">O</SB> подвижного кольца уравновешивается усилием P<SB POS="POST">к</SB>, создаваемым током J<SB POS="POST">XO</SB> в обмотке силовой компенсации. Неравновесие ΔР<SB POS="POST">о</SB> вызывает перемещение Δδ кольца за счет изгиба стержней. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 G 7/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4241611/24-10 (22) 11.05.87 (46) 07.10,90. Бюл. N 37 (71) Ленинградский политехнический институт им. М.И. Калинина (72) В.M. Артемов, Л.К. Рукина, В.С. Моисейченко и В.М. Трофимов (53) 681.267.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1150492, кл. G 01 G 7/04, 1983, Авторское свидетельство СССР

¹ 1337678, кл. G 01 G 7/04, 1986. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВЕСЫ (57) Изобретение относится к технике измерения масс, а именно к точным электромагнитным весам с силовой компенсацией.

Цель изобретения — повышение точности.

Предлагаемые весы содержат две системы: силового импульсного уравновешивания иэ.Изобретение относится к технике измерения масс, а именно к точным электромагнитным весам с силовой компенсацией.

Цель изобретения — повышение точности.

На фиг.1 схематически представлена конструкция весов; на фиг.2 — электрическая схема уравновешивания; на фиг.3 — схема упругого подвеса опорного элемента валов.

В электромагнитных весах груз весов Дх устанавливается на грузоприемную чашку

1, которая с помощью четырех стоек 2 упругой параллелограммной подвески жестко соединена с катушкой 3 силовой компенсации, расположенной в зазоре магнитной системы, состоящей из постоянного магнита

4, магнитопровода 5 и сердечника 6. Катушка 3 через две стойки 2 и пластины 7 с

„„5U„„1597586 А1 меряемого веса Ри и уравновешивания веса

Рр опорйого элемента. Выходной ток !хо опорной системы служит задающим током импульсного делителя тока. Измеряемый вес Рх уравновешивается усилием F магнитоэлектрического компенсатора, и неравновесие Л Р, = Px — Рк вызывает перемещение ЛХ подвижной части весов, которое преобразуется в электрический сигнал

Л Ux, который импул ьсн ы м и реобразователем преобразуется во временной параметр тх/Т, который управляет импульсным делителем тока, выходной ток 4 которого поступает в катушку магнитоэлектрического компенсатора. Опорный вес Р0 подвижного кольца уравновешивается усилием Рк, создаваемым током Ixp в обмотке силовой компенсации. Неравновесие Л Ро вызывает перемещение Лд кольца за счет изгиба стержней. 3 ил. тонкими перемычками на концах, образующими параллелограммный механизм, соединена с неподвижной стойкой 8 в корпусе

9 весов. В нижней части магнитной системы жестко на магнитопроводе установлена кварцевая пластина 10 с подвижным внутренним кольцом 11, соединенным с неподвижным наружным кольцом пластины с помощью дугообразных стержней 12. На одном конце стержней 12 выполнен упругий шарнир 13, на другом — торсион 14. На кольце 11 на стороне, обращенной к зазору, выполнена обмотка 15 силовой компенсации, На противоположной стороне кольца нанесен подвижный электрод 16 емкостного датчика перемещения, С наружным кольцом пластины 11 жестко и соосно соединена кварцевая пластина 17, с внутренней сторо1597586

15

25

Π— Ро

ЗЕ!

35

IXо

Ро

Во !-о

Тогда ны которой выполнен неподвижный электрод 18. Электроды 16 и 18 подключены к входу и выходу операционного усилителя

19, к выходу которого подключена также обмотка 15 силовой компенсации.

Работа весов осуществляется следующим образом.

Предлагаемые весы содержат две системы: силового импульсного уравновешивания измеряемого веса Ри и уравновешивания веса Ро опорного элемента (фиг,2). Выходной ток !хо опорной системы служит задающим током импульсного делителя тока. Измеряемый вес Рх уравновешивается усилием Рк магнитоэлектрического компенсатора, и неравновесие Л Px = Рх — Р! вызывает перемещение ЛХ подвижной части 1 весов, которое преобразуется в электрический сигнал AUx, а последний импульсным преобразователем

4 преобразуется во временной параметр

tx/Tp, который управляет импульсным делителем 5 тока, выходной ток Ix которого поступает B катушку 3 магнитоэлектрического компенсатора.

Опорный вес Ро подвижного кольца 11 (фиг.1) уравновешивается усилием Рк =

= Во Lp !хо, создаваемым током !хо в обмотке 15 силовой компенсации с активной длиной витков L,, расположенной на краю зазора с индукцией В о. Неравновесие АРо

1 вызывает перемещение Лд кольца 11 за счет изгиба стержней 12. Перемещение

Лд преобразуется гиперболической схемой

Со

19 активного емкостного делителя — с

Сх операционным усилителем в выходной ток Ixp.

Таким образом, Px = Рк = Во L Ixpp tx/То, где Во — индукция в зазоре; ! — длина витков катушки 3;

Во тх тх

Px = —, — Р— =К!> К! Рр

Во !о Го То

Во где Кв = !, Ki = — — постоянные коэфВо фициенты, и результат измерения веса не зависит от магнитной индукции в зазоре.

Реальное значение опорного веса Ро кольца 11 при наружном диаметре кольца 0 = 70 мм и толщине пластины 0,33 мм равно 15 мН. Смещение кольца 11 определяется жесткостью CM его упругого подвеса— трех дугообразных стержней 12. Так как задающей опорной величиной является не только масса кольца, но упругая составляющая подвеса, fp = Лдо См, где Лдо — номинальное смещение кольца. Чем меньше

См, тем меньше погрешность задания опорной меры Pp = Pp + fp при заданном смещении.

Для обеспечения малой жесткости подвеска выполнена из изгибных элементов (дугообразных стержней), Подви>кные концы стержней в предлагаемой конструкции весов связаны с жестким кольцом, опорного элемента весом, Однако благодаря связи через торсион концевое сечение стержня имеет возможность поворота относительно плоскости кольца, т.е. практически конец стержня, как и у консоли, свободен.

Смещение "свободного" конца стержня определяется углом поворота концевого сечения утонченной перемычки в заделке стержня (фиг.З), т.е. Лд.= О, где расстояние от перемычки до "свободного" конца (торсиона) стержня.

Угол поворота О с достаточной точностью выражается где 1- длина перемычки;

Š— модуль упругости кварца; . !3

I = = — момент сечения перемычки.

Формула изобретения

Электромагнитные весы, содержащие основание, магнитную систему с катушкой силовой компенсации, расположенной на упругой параллелограммной подвеске, связанной с грузоприемной чашкой весов, емкостный датчик перемещения, электроды которого подключены к электрической схеме уравновешивания, и опорный элемент весов с обмоткой силовой компенсации, о тл и ч а ю щ и е с я тем, что, с целью повышения точности, опорный элемент весов выполнен в виде двух концентричных колец, первое из которых связано с основанием, а второе выполнено внутри первого с возможностью осевого перемещения, при этом кольца соединены между собой с помощью дугообразных стержней и с торсионами на одних концах, скрепленных с вторым кольцом, и упругими шарнирами на других концах, скрепленных с первым кольцом, причем продольная ось торсиона располо159758б жена по направлению радиуса второго кольца, а один из электродов емкостного датчика перемещения выполнен на поверхности второго кольца.

1597586

00Н

УЮЩАЯ

Составитель Т,Ишкова

Редактор А.Козориз Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Заказ 3042 Тираж 421 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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