Электромагнитные цифровые весы

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (5))5 С 01 G 7704

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4717170/10 (22) 11.07.89 (46) 23.06. 91. Бюл. Р 23 (71) Производственное объединение

"Ленинградский завод турбинных лопаток" им. 5 )-летия СССР (72) В.Л.Романов, Г.И.Леньщиков и В.Н.Семенов (53) 681 . 269 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)) 1446482, кл. G 01 G 7/ )2, 1986.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1460618, кл. Г 01 С 7,/()4, 1987. (54) ЭЛЕКТРОИАГНИТН! 1Е ЦИФРОВЫЕ БЕСЫ (5 7) Изобретение относится к весоиэ— мерительной технике и позволяет повысить точность измерения массы за счет уменьшения влияния температурной нестабильности длины компенсационной

Изобретение относится к весоизмерительной технике.

Цель изобретения — повышение точности.

На чертеже показана схема электррмагнитных цифровых весов.

Весы содержат подвижный чувствительный элемент 1 с верхней грузоприемной чашкой 2 для измеряемого груза 3, закрепленный на упругодеформируемой подвеске 4, например, параллелограммного типа, состоящий из упругих опор 5 и 6 и промежуточных пластин 7 и 8. Чувствительный элемент 1 снабжен катушкой 9, размещенной в зазоре 10 электромагнитного

2 пружины 17. У обоих концов 18, 19 этой пружины установлены термочувствительные резистивные элементы 25, 26, которые включены в мостовую измерительную схему 24. При изменении температуры концов пружины 17 происходит разбаланс мостовой схемы 24, который формирователем 32 преобразуется в корректирующий сигнал, поступающий в сумматор 33 аналоговых сигналов, где алгебраически суммируется с сигналом датчика 14 раэбаланса, и на усилитель 12, к которому подключена катушка 9 электромагнитного компенсатора 11, поступает сигнал, в который внесена корректирующая поправка, пропорциональная изменению усилия компенсационной пружины 17 под воздействием изменения температуры ее концов. 1 з .п. A-лы, 1 ил . компенсатора 11, вход которой соединен с выходом усилителя 12 и флажком

13 датчика 14 разбаланса. Упругодеформируемая подвеска 4 закреплена с помощью упругих опор 6 на стойке 15 основания 16. Упругодеформируемая система 17 выполнена, например, в виде компенсационной пружины и одним своим концом 18 закреплена на чувствительном элементе 1, а другим концом 19 на основании 20.

Весы содержат также опорный резистор, .1, аналого-цифровой преобразователь 22, цифровой индикатор 23, мостовую измерительную схему 24, образованную первым 25 и вторым 26 термочувст165 /973 вительными реэистивными эл«ментами, расположенными соответственно нл основании 2() и чувствительном элементе 1 в зонах крепления кон» он !»», 19 упруго- деформируемой системы (пружина») 1 7, и резисторами "l и 3.

Элемент 26 снабжен безмпме»»т»»ь»ь»»» токоподводлми,".9 и 3(! .

Кроме того, в весях ил»е»с»тся ис.тс»ч- ip ник питания 31, формирователь 3 . кор,ректирующего сигналя и сумматор 33 аналоговых сигналов.

Формирователь ЗЛ корректирую»»(его ( сигнала выполнен в виде балллстных резисторов 34 и 35, согласую»»(его резистора 36, резистора 3 7 обрл гной связи и дифферен» илльногo усилителя

38 постоянного тока.

Точки а и b (cq. чертеж) являются 2р диагональными точками мостовой измерительной схемы . 4 и подключены к источнику питлния 31, л два другие диагональные точки этой схемы с и d подключены к формир»1вятелю 3 25

Для повышения точности системы коррекции в весы дополнительно введены компенслтор 39 градиента температуры (компенслционной пружины 7) в виде внутреннего сплошного чернс rn 3p цилиндра и тепловой экран 4(! в виде внешнего тонкостенного цилиндра, полированного снаружи и изнутри.

Как компенсатор 30, тлк и тепловой экран 4!i млксимлльно перекрынлют по длине пружину 17, обеспечивля необходимый зазор между н«й и чувствительным элементом 1 для смещения его при измерении. Упор 41 сл э»сит д»»я ограничения смещения чувствитель»(о- 4р

ro эл ементл 1, Весы работлют следую!»(»»M образом.

В общем случае влия»г«е Tc»ìèeðëòó— ры на результирующую погрешность 45 (3,F(t ) носит сп»нейный характер и описывается E»» Ep;Ewc вием

gF(c ) =--д---»»„h о (- 61

) Ф де (: — нлчлль»»ля RpcTKooть пру ч» — gp о ны 1 7 при фи»,сировлнной начал ьн с»й TeN»E» p »1 — удли»п»»»е пружины 1 7 под дейстE»H«м темперлтуры клк окруж;»»с»» (ей среды, тлк и .» « — „ менг н весов нлчлль»»ëE»;Eë«íл I»ðóêè:»»,!

1 — изм«ч )»1»» рлс .тонн«я» «ж.у кс»: Ii »» 18»! .9 и «уж»»»»» 7 (точклми крепления пружины) под действием температуры.

Поскольку удлинения $ 1 и 5h носят лин«йный характер, тп возможна их компенсл»(ия электрическим путем.

Б исходном положении подвижная систеь»л весов уравновешена усилием упругn,(eôoðìèðóåìoé пружины 17. При этом сигнал Б „ с датчика 14 разбалансл близок к йулю и через сумматор

33 поступает нл усилитель 12, выходнои ток ? которого равен нулю, падение напряжения на опорном резисторе 1 будет также равно нулю и на цифровом и»»дикаторе 3 фиксируется нулевое значение массы.

При установке грузл 3 на грузоприемную чашку 2 элемент 1 заклонится лп упора 41, перемещение фляжка 13 датчика 1 » вызь(влет появление нл выходе датчика 14 сигнала Ув (, поступаю»»(его через сумматор 33 нл усилитель

1, преобразующий сигнал Бвы,с пен=лционный ток I, устлиавливяющее-. ся з»»лчение которого пропорционально взнешивлемой массе, л напряжение с опор»»огп резистора 21 поступает на вход преобразователя 2 и индицируется нл»вМровом индикаторе 23, отображая ци яровое значение взвешиваемой массы.

При рлбо"e весов происходят выделение тепла электроэлементами схемы весов и изменение температуры окружающей среды, что ведет к удлинению к э»»»»е(»; лционной пружины 17 на величи»»у h,» и изменению расстояния между ее кон»глми 13 и 19 нл величину бЬ, изме.-. .н»»е которого отслеживлется,усилителел» 12, вл выходе которого появляется уравновешивающий ток 61(с. При этом падение напряжения на Опорном р зисторе . 1 будет непропорциональ»»о»»з ве»»п»ваемо»»у грузу 3 на величи«у 5 F<» ) приращения усилия компенслци >»»»»с»й пружи»»ь» 11 от темперлтур.»ого возд«й»ствия. Показания цифрового ин -л»клтс»рл . 3 изменяются, появляетсл:»рейф весов, вызвлнный не изме»»» н»ем»»,»ccE» груза 3 нл чашке 2, л температур»»ь(м воздействием на коми ".»слцио»»»»ун пру-,»си»»ы 1 7. Поэтому для .» к»гче»»»»я погрешност«измерения от д! .йфл усилия пружины одновремени; с»»зменением темперлтурь» концов

1Й» 9 пружины 1 изменяются вели !»!1IE» г ОП!» Г»»»» 1Е .)»ИП ЕРМОЧУВСТВИ т,л»»»,»с .-е-»!сторных элементов 5 и

1»55 7973

45 ность измерения

26, что приводит к появлению «<чпpяже— ния разбалансл между точками с и Е1 мостовой схемьi .!4. Это 1»лпряжение

Ь U поступает нл вход E»н, 5 ля 32, вырлблтывлющего корректируи1яее напряжение 7 U поступлющее нл ппн

1(t из входов сумматора 33 aft ÷ëîãîâèõ сигналов. 1»л вход усилителя 1. . поступает сигнал ь1»» -=U>bt>+QtJ> и усилитель 1р вы »1" вырабативл-.т приращение компенслц»»онного тока Q 1, цС, эн IK которс го напрчвлен на компенс.чцию прирлщения Г (C ? 5cèëèÿ t»o ftipttc;\tttf oft ttopt пру жи о

»( ни 17 от температурного воздействия.

При этом подвиж»»ля систе. »л весов злнпмает новое положение, при котором ct»E .— щение Лплжка 13 относительно длтчи— ка 14 рлзблллнсл л вел»п»ину 611, пропорциональное сигнллу + Л И, с выхо — 70 да Аорм»»ронлтеля 3- визинлс T смен»е— ние чувствительного эде»»ентл 1 нл BE личину, обеспечивающую 1»» ключеш»е приращения усилия компе нс Ittifoif itoif пружи— ны 17 от температурного »зоздействия.

Подбирая на этапе регулировки весов значение коэААи»асиента преобразования (усиле»»ия) формирователя 3, путем изменения величины регу»п»рус мого ре— зистора 37 o6paxtto>» связи добивлнтся такого положения чувствителы»ого эле— мептл 1, при котором усt»sittt. комис нсав цион ной пружинь» 1 7 будет постоя»п»о при всех температурных воздеист иях, т.е. изменение усилия комин »сл»»ионной пружинь» отслеживчется подвижной частью весов, пoê \зл Btÿ кoò»tpûõ остаются стабильными и рл»»1»ьп»1» де»cztttfтельному значении B3BE .Itlf»влеt»о;» млсcül

Илссивш »й черный цилип;»р 3»1, закрепленный нл стойке .".) If рлсполож .it— ный внутри пружини 17, и Bi»PIIII»tfé тон— костен»»ь»»», полированный с1»лружи и изнутри, цилиндр 4 I, вь»пол»»я»..т роль тепло»»их экранов и допол1п»те. ti,itî ста†билизируют поклзлния и повышлит точФ о р м у л л и з о б р е т е н и я

1. Электромаг»»»»т»»ые ».игровые весы, содержащие чувствительный элемент с грузопри мной чашкой, закрепленный на упругой подвеске, устлновлепной на основании, и компенслционную пружину, один конец которой закреплен на основании, а другой — на чувствитены» .t1:элем. »те, электромлгtttft It ttf компевслтор, од» .н aottett катушки которого по,»кли »ен к выходу усилителя, датчик рл»бл IBI»cz it лнллого-цифровой преобразавлтель, виход которого подкличе1» к ttlf»ttpoBotf индикатору О т и ч л ю 111» е с я тем, что, с целью BOBI4iitE itl»B точности, н них внеде— ш» ко»»пенслтор грчдиента температуры компенсационной пружины, выполненный в лиде сплошного черного цилиндра, который расположен внутри этой пружины, тепловой экран, выполненный н виде тонкостенного полированного снаружи и изнутри ц»»ли»»дрл, и котором расположена компенсационная пружина, днл термочувствительних резистинных элемента, рлсполож».нних и зоне крепления концов компенсационной прут»ны. первый — на oc:»овлпии, л второй — на чувствительном элементе, формирователь корректирующего сигнлла, сумматор аналоговых сигналов, два резистора, источник питлния, опорный резистор и два без моме нт»»1»х токоподвода, которыt»1f снабжен второй термочувствительный резистивнь»»1 элемент, причем дна рс 3tfc ТорВ и два термочувстнительных речист»»в»»ь»х эл» мента coegvttetft t в мос— товуи измерительную с.,ему, к одной диагонали которой подключен источник ппт;»ния, а к другой — вход формирователя корректирующего сигпала, выход которого подключен к одному входу сумматора лнллогоных сигналов, к другому

»»ходу которого подключен датчик разблллнса, а к выходу — вход усилителя, л другой конец катушки электромагнитного компенслтора подключев к опорному резистору и входу аналого-цифрового преобразователя.

Вес»»по и. 1, о тл ич л ю г4 1» е с я тем, что»»»ормировлтель корректирующего сигнала выполнен н виде д»»ААеренциального усилителя по— сгоянного тока, дн5:; балластных ñoгл tcytotqcpo и регулируемого резисторов, причем регулируемый резистор включе н мекду выходом и иннертирующим входом диЛАере»»цилль»»ого усилителя постоянного тока, к которому подключен один из балластных резисторов, а другой балластный резистор и согласующий резистор подключены к неинвертирующему входу усилителя постоянного тока.

1651973

Составитель В.йиршов

Техред A.Кравчук Корректор А.Обручар

Редактор Т.Иванова

Заказ 2429 Тираж 333 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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