Крутильные весы

 

Изобретение относится к весоизмерительной технике, а именно к устройствам для измерения малых сил. Цель изобретения заключается в повышении точности весов путем повышения чувствительности к малым крутильным смещениям коромысла, g также путем снижения влияния флуктуационных горизонтальных плоскопараллельных перемещений коромысла на результат изме- - рения. Устройство включает в себй подвешенное к кронштейну 2 коромысло 4, устройство 5 крепления образца 6 на коромысле , а также систему измерения горизонтального смещения коромысла. Новым в весах является то, что система измерения горизонтального смещения включает в себя два параллельно соединенных емкостных датчика смещения. Электрически соединенные подвижные пластины 8 и 9 этих датчиков расположены вертикально и закреплены на коромысле 4. Закрепленные на опоре 1 неподвижные пластины 10, 11 емкостных датчиков расположены по разные стороны от плоскости, проходящей через подвижные пластины 8 и 9. Благодаря такой конструкции системы измерения смещения при флуктуационном плоском смещении коромысла показания датчиков взаимно компенсируют друг друга, а при повороте коромысла вокруг вертикальной оси их показания складываются. Это приводит к эффективному подавлению вклада плоских колебаний в измеряемое смещение коромысла и к повышению точности весов. 2 ил. со С ON СЛ Јь О XI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 G 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4628377/10, . {22) 30.12.88 (46) 07.06.91. Бюл. М 21 (71) Институт синтетических полимерных материалов АН СССР (72) С.Г.Смирнова и Л.Н;Григоров (53) 681.267 (088.8)

{56) Авторское свидетельство СССР

t4 392348, „кл. G 01.6 7/02, 1971.

Калинников В.Т, Ракитин Ю.В. Введение в магнетохимию. Метод статической магнитной восприимчивости в химии. - M.:

Наука, 1980, с; 49-50. (54) КРУТИЛЬНЫЕ ВЕСЫ (57) Изобретение относится к весоизмери-; тельной технике, а именно к устройствам для измерения малых сил, Цель изобретения заключается в. повышении точности весов пу- тем повышения чувствительности к малым крутильным смещениям коромысла, а также путем снижения влияния флуктуационных горизонтальных плоскопараллельных перемещений коромысла на результат измерения. Устройство включает в ce6h

„„5Q„„1654671 А1 подвешенное к кронштейну 2 коромысло 4, устройство 5 крепления образца 6 на коромысле, а также систему измерения горизонтального смещения коромысла. Новым в весах является то, что.система измерения горизонтального смещения включает в себя два параллельно соединенных емкостных датчика смещения. Электрически соединенные подвижные пластины 8 и 9 этих датчиков расположены . вертикально и закреплены на коромысле 4. Закрепленные на опоре 1 неподвижные пластины 10, 11 емкостных датчиков расположены по разные стороны от плоскости, проходящей через подвижные пластины 8 и 9. Благодаря такой конструкции системы измерения смещения при флуктуационном плоском смещенйи коромысла показания датчиков взаимно компенсируют друг друга, а при повороте коромысла вокруг вертикальной оси их показания складываются. Это приводит к эффективному подавлению вклада плоских колебаний в измеряемое смещение коромысла и к пбвышению точности весов.

2 ил.

1654671

Изобретение относится к весоизмерлтельной технике, а именно к крутильным весам, и может быть использовано для измерения малых сил„действующих на различные объекты в электрических, магнитных и гравитационных полях.

- Целью изобретения является повышение точности измерения путем повышения чувствительности весов к малым крутильным смещениям коромысла, а также путем снижения влияния флуктуационных горизонтальных плоскопараллельных. перемещений коромысла.

На фиг,1 изображены кинематическая схема и электрическая блок — схема крутильных весов; на фиг.2 — подвижные и неподвижные пластины емкостных датчиков, вид

Сверху (поясняется принцип измерения углового смещения коромысла при действии на образец горизонтальной силы и одновременном плоском смещении коромысла), Весы содержат опорную платформу 1 с кронштейном 2, к которому с помощью подреса 3 свободно подвешено коромысло 4, снабженное системой 5 крепления образца

5 в.зоне действия внешней силы, создаваемой электромагнитом 7. На коромысле по

©бе стороны от оси его вращения вертикальио закреплены и электрически соединены между собой две заземленные металлические пластины 8 и 9, являющиеся подвижными обкладками двух емкостных датчиков.

Соответствующие неподвижные пластины

30 и 11 тех же датчиков вертикально закреплены на платформе 1, причем одна из нег одвижных пластин оснащена устройством

Ô2, позволяющим регулировать расстояние между пластинами одного из датчиков, Весы снабжены переключателем 13, с помощью которого катушка 14 индуктивности может быть соединена с пластиной 10 либо а пластиной 11, либо с обеими одновременно. Колебательный контур, образовэннь.й катушкой 14 с подсоединенными к ней емкостными датчиками, через катушку 15 связи подключен к входу блока 16 измерения емкости LC-контура. Выход блока 16 подключен к входу системы 17 регистрации, Весы работают следующим образом, В исходном состоянии электромагнит 7 выключен. После закрепления образца 6 на коромысле 4 и успокоения последнего в положении равновесия (фиг.2; пунктир) осуществляют попеременное подключение пластин 10 и 11 с помощью переключателя

13 к катушке 14, измеряя тем самым с помощью блока 16 и системы 17 значения емкостей С1 и С . В том случае, если

С и С отличаются друг от друга, с помощью устройства 12 устанавливают такое положение пластины 11, при котором

С и С . После этого переключатель 13 переводят в положение, в котором обе пластины 10 и 11 подключены к катушке 14, т.е, оба датчика подключены параллельно. При этом

10 система 17 регистрирует величину

С1 + С =2С1, Затем включают электромагнит 7, сила которого действует на образец 6 в направлении, указанном на фиг.2 стрелкой, и вызывает закручивание коромысла 4 на угол й, пропорциональный внешней силе, что приводит к изменению суммарной емкости датчиков на величину.

ЛС, регистрируемую системой 17. Поскольку исходное расстояние между пластинамл

20 (б) и индуктивность() являются известными константами прибора, то угол закручивания рассчитывают по формуле

0 AC С1-С д

25 "- С +С1 Cf+Q в которой член,содержащийд (горизонтальное смещение всего коромысла, обусловленное флуктуационными процессами), равен нулю вследствие равенства емкостей

С и С . О величине действующей на образец внешней силы судят с помощью коэффициента пропорциональностл между внешней силой и углом закручивания коромысла. Благодаря малой чувствительности весов к плоским перемещениям коромысла становится возможным регистрировать черезвычайно малые крутильные смещения, т.е. повышается точность измерения.

Формула изобретения

Крутильные весы, включающие опорную платформу, установленный на платформе кронштейн с подвешенным на нем коромыслом, устройство крепления образца на коромысле и устройство измерения горизонтального смещения коромысла, о тли ч а ю щ и е с я тем, что, с целью повышения точности, устройство измерения смещенля коромысла выполнено в виде двух параллельно включенных емкостных датчиков, снабженных подвижными и неподвижными пластинами, причем подвижные пластины датчиков закреплень; на концах коромысла в вертикальной плоскости, а неподвижные пластины установлены на опорной платформе по разные стороны от плоскости, проходящей через подвижные пластины.

1654.671

Составитель 3. Крысанова

Редактор G. Юрковецкая Техред M.Moðãåíòàë Корректор О.Ципле

Заказ 1945 Тираж 332 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113635, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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