Автоматические весы

 

1. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЕСЫ, содержащие магнитоэлектрическую систему уравновешивания нагрузки с подвижной катушкой и датчиком разбаланса, чашку для установки измеряемого груза, калиброванный груз, аналого-цифровой преобразователь, вычислитель действительного значения массы, цифровой индикатор, запоминающее устройство, индикации, выход которого связан с входом цифрового индикатора, отличающиеся . тем, что, с целью повышения производительности и точности измерений за счет автоматизации процесса периодической юстировки, в них введены / вертикальный стержень, жестко связанный с подвижной катушкой и снабженный внутренним и наружным конусами фиксации чашки и калибровочного груза, ёлектромагнитные фиксаторы чашки, электромагнитные фиксаторы калибровочного груза, программное реле времени, фильтр, счетчик, блок вычитания, один вход которого соединен с выходом датчика разбаланса, а другой - с выходом фильтра, регулятор , вход которого соединен с выходом блока вычитания, а выход через подвижную катушку и аналогоцифровой преобразователь соединен с первым входом вычитателя действительного значения массы, постоянное запоминающее устройство калибровки, выход которого соединен с вторым входом вычислителя действительного значения массял, вспомогательный генератор , выход которого соединен с входом фильтра и входом счетчика, управляющий вход которого соединен с выходом программного реле времени, при этом первый выход счетчика соединен с третьим входом вычислителя действительного значения массы и одним из входов электромагнитного фиксатора чайши, второй выход счетчиг ка соединён с четвертым входом вычислителя действительного значения массы входом электромагнитного фиксатора колибровочного груза и вторым входом электромагнитного фиксатора чашки , третий выход счетчика соединен с входом вспомогательного генератора | и первым входом запоминающего уст (О ройства индикации, второй вход которого соединен с выходом вычислителя с действительного значения массы.. 2. Весы по п. 1,отличаю44 и е с я тем, что вычислитель действительного значения массы содержит блок вычитания кодов и запоминающее устройство коррекции нуля, вход которого соединен с одним из ел входовблока вычитания кодов и первым входом блока вычисления действительсо ного значения массы, блок деления, 4 один из входов которого соединен с .выходом блока вычитания кодов, а втоN рой вход блока деления соединен с вторым входом вычислителя действительного значения массы, блок умножения и запоминающее устройство калибровки , управляющий вход которого соег -динен с четвертым входом вычислителя действительного значения массы, а выход запоминающего устройства калиб ровки соединен с одним из входов блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока вычитания кодов, запоминающее устройство тары и блок вычитания тары, один вход которого соединен с выходом блока умножения и входом запоминающего

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

9441 А (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3500906/18-10 .(22) 02.09.82 (46) 07,12,83. Бюл. Р 45 (72) С. А, Элькинд, Е.И. Деньщиков и Г.С. Брискин (71) Ленинградский завод Госметр (53) 681.269 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 775627 кл. G 01 G 7/04, 1979.

2. Патент ФРГ Р 2601165, кл. G 01 G 7/02 (прототип) (54)(57) 1. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЕСЫ, содержащие магнитоэлектрическую систему уравновешивания нагрузки с подвижной катушкой и датчиком разбаланса, чашку для установки измеряемого груза, калиброванный. груз, аналого-цифровой преобразователь, вычислитель действительного значения массы, цифровой индикатор, запоминающее устройство индикации, выход которого связан с входом цифрового индикатора, о т л и ч а ю щ и е с я тем, что, с целью повышения производительности и точности измерений за счет автоматизации процесса периодической юстировки, в них введены вертикальный стержень, жестко связанный с подвижной катушкой и снабженный внутренним и наружным конуса° ми фиксации чашки и калибровочного груза, Электромагнитные фиксаторы чашки, электромагнитные фиксаторы калибровочного груза, программное реле времени, фильтр, счетчик, блок вычитания, один вход которого соединен с выходом датчика разбаланса, а другой - с выходом фильтра, регу- лятор, вход которого соединен с выходом блока вычитания, а выход— через подвижную катушку и аналогоцифровой преобразователь соединен с первым входом нычитателя действительного значения массы, постоянное запоминающее устройство калибровки, выход которого соединен с вторым входом вычислителя действительного значения массы, вспомогательный генератор, выход которого соединен с входом фильтра и входом счетчика, управляющий вход которого соединен с выходом программного реле времени, при этом первый выход счетчика соединен с третьим входом вычислителя действительного значения массы и одним из входов электромагнитного фиксатора чашки, второй выход счетчи-. ка соединен с четвертым входом вычислителя действительного значения массы, входом электромагнитного фиксатора колибровочного груза и вторым входом электромагнитного фиксатора чашки, третий выход счетчика соединен с входом вспомогательного генератора (З и первым входом запоминающего устройства индикации, второй вход которого соединен с выходом вычислителя действительного значения масси,.

2 ° Весы по и. 1, о т л и ч а ю— щ и е с я тем, что вычислитель дейвЂ Я ствительного значения массы содержит блок вычитания кодов и запоминающее устройство коррекции нуля, вход которого соединен с одним из входовблока вычитания кодов и первым входом блока вычисления действительного значения массы, блок деления, один иэ входов которого соединен с выходом блока вычитания кодов, а второй вход блока деления соединен с вторым входом вычислителя действительного значения массы, блок умножения и запоминающее устройство калибровки управляющий вход которого сое-. динен с четвертым входом вычислителя действительного значения массы, а выход запоминающего устройства калиб ровни соединен с одним-иэ входов блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока вычитания кодов, запоминающее устройство тары и блок вычитания тары, один вход которого соединен с выходом блока умножения и входом запоминающего О59441 устройства тары, выход которого связан с вторым входом блока вычитания тары, причем выход блока деления соедине,н с входом запоминающего устройства калибровки, а управляющий

Изобретение относится к области весоизмерительной техники, в частнос ти к весам с магнитоэлектрической системой уравновешивания нагрузки.

Известны автоматические весы и 5 весоизмернтельные устройства, содержащие магннтоэлектрическую систему уравновешивания нагрузки, чашку, калиброванный груз, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), запоминающие устройства и цифровой индикатор (1) .

Однако эти весы имеют недостаточные производительность,:стабильность, точность измерений и сложную конструкцию механизма наложения калиброванного груза для поверки цены деления, т.к. калибровка.и тарирование производятся оператором и через, пульт управления, наложение калиброванного груза производится либо вручную, либо сложным механизмом с системой рычагов с кулачками и приводом, включаемым с пульта управления, с течением времени происходит уход точки равновесия (нуля ) и изменение цены деления и оператор вынужден.ручным способом стабилизировать точность измерений.

Наиболее близкими по технической сущности к изобретению являются весы, содержащие магнитоэлектрическую 30 систему уравновешивания нагрузки с подвижной катушкой и датчиком разбаланса, чашку для установки измеряемогО груза, калиброванный груз, АЦП, вычислитель действительного значения 35 масси„ цифровой индикатор, запоминающее устройство индикации, выход ко,торого связан с входом цифрового индикатора,12) .

Недостатками известных весов яв- 4р .ляются невысокая производительность, низкая"точность измерений и сложность конструкции, поскольку взвешивание производится с помощью двух последрвательных операций, одно из 45 которых - калибровка цены деления, занимает значительное время, необходимое для наложения и снятия чашки и калиброванного груза с помощью инерционного механизма сложной конст-. рукции, содержащего систему рычагов 5О с кулачками и дополнительным приводом. вход запоминающего устройства корр е кции нуля и выход блока вычитания тары соединен соответственно с третьим входом н выходом вычислителя действительного значения массы.

Цель изобретения - повышение производительности и точности измерений за счет автоматизации процесса измерения и периодической юстировки весов °

Эта цель достигается тем, что весы, содержащие магнитоэлектрическую систему уравновешивания нагрузки с подвижной катушкой и датчиком разбаланса, чашку для установки измеряемого груза, калибровочный груз, АЦП, вычислитель действительного значения массы, цифровой индикатор, запоминающее устройство индикации, выход которого связан с входом цифрового индикатора, введены вертикальный стержень, жестко связанный с подвижной катушкой и снабженный внутренним и наружным конусами фиксации чашки и калиброванного груза, электромаг нитные фиксаторы чашки, электромагнитные фиксаторы калиброванного груза, программное реле времени, фильтр, счетчик, блок вычитания, один вход которого соединен с выходом датчика разбаланса, а другой - с выходом филь тра, регулятор, вход которого соеди.нен с выхоцом блока вычитания, а выход - через подвижную катушку и

АЦП соединен с первым входом вычитателя действительного значения массы, постоянное запоминающее устройство калибровки, выход которого соединен с вторым входом вычислителя действительного значения массы вспомогаI

/ тельный генератор, выход которого соединен с входом фильтра и входом счетчика, управляющий вход которого соединен с выходом программного реле времени, при этом первый вход счетчика соединен с третьим входом вычислителя действительного значения ,массы и одним из входов электромагнитного фиксатора чашки, второй выход счетчика соединен с четвертым входом вычислителя действительного значения массы, входом электронакопительного фиксатора калиброванного груза и вторым входом электромагнитного фиксатора чашки, третий выход счетчика соединен с входом вспомогательного генератора н первым входом запоминающего устройства индикации, второй вход которого соединен с вы1059441 ходом вычислителя действительного значения массы.

При этом вычислитель действительного значения массы содержит блок вычитания кодов и запоминающее устройство коррекции куля, вход которого

„ соединен с одним из входов блока вычитання кодов и первым входом блока вычисления действительного значения массы, блок деления, один из входов которого соединен с выходом 10 блока вычитания кодов, а второй вход блока деления соединен с вторым входом вычислителя действительного значения массы, блок .множения и запоминающие устройства калибров- 15 ки, управляющий вход которого соединен с четвертым входом вычислителя действительного значения массы, а выход запоминающего устройства калибровки соединен с одним из входов

"блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока вычитания кодов, запоминающее устройство тары и блок вычитания тары, один вход

Которого соединен с выходом блока умножения и входом запоминающего устройства тары, выход которого связан с вторым входом блока вычитания тары, причем выход блока деления соединен с входом запоминающего устройства калибровки, а управляющий вход запоминающего устройства коррекции нуЛя и выход блока вычитания тары соединены соответственно с третьим входом и выходом вычислителя действительного значения массы. 35

На чертеже пр едст авле на схема предлагаемых автоматических весов.

Весы содержат магнитоэлектрическую систему 1 уравновешивания наг- 40 рузки 2 с подвижной катушкой 3, чашку

4, калиброванный груз 5, АЦП 6, вычислитель 7 действительного значения массы, запоминающее устройство. 8 индикации, циФровой йндикатор 9„ 45 счетчик 10, программное реле 11 времени, вспомогательный генератор 12, фильтр 13, блок 14 вычитания, регулятор 15, постоянное запоминающее устройство 16 калибровки, вертикаль». ный стержень 17, жестко связанный через пальцы 18 и диск 19 с подвижной катушкой 3 и снабженный внутренним 20 и наружным 21 конусами, фиксирующими чашку 4 по наружному конусу

22 и калиброванный груз 5 по внутрен- 55 нему конусу 23. Электромагнитные .фиксаторы 24 предназначены для удержания и фиксации калиброванного груза 5 и электромагнитные фиксаторы

25 - для удержания и фиксации чаш--. 60 ки 4, Электромагнитные фиксаторы 24 и

25 содержат электромагниты 26 с перемещающимися внутри электромагнита стержнями 27, возвращаемыми в исход- ное положение пружинами 28 до упоров 29 и 30.

Вычислитель 7 действительного значения массы нагрузки содержит блок 31 умножения, блок 32 вычитания, запоминающее устройСтво 33 калибровки, блок 34 деления, запоминающее устрой . ство 35 коррекции нуля, блок 36 вычитания тары, запоминающее устройство

37 тары, кнопки 38 Тара .

Весы имеют датчик 39 разбаланса, подвижная часть которого жестко связана с диском 19 подвижной катушки 3.

Выход датчика раэбаланса 39 связан -.< с одним из входов блока 14 вычитания.

Электромагнитные фиксаторы 24 и 25 связаны с соответствующими выходами

1 и 2 счетчика 10, управляющий вход которого связан с реле 11 времени, два выхода 1 и 2 — с вычислителем действигельного значения массы, третий выход счетчика соединен с одним иэ входов запоминающего устройства 8 индикации и входом вспомогательного генератора 12, выход которого связан с входом счетчика 10, и через фильтр

13 блока 14 вычитания, регулятор 15 соединен с подвижной катушкой 3 и входом — АЦП 6.

Выход постоянного запоминающего устройства 16 калибровки связан с одним иэ входов блока 34 деления вы числителя действительного значения массы. 7.

Выход АЦП 6 связан через блок 32 вычитания кодов с одним иэ входов блока 31 умножения, второй вход кото рого через запоминающее устройство 33 калибровки, блок 34 деления, блок

32 вычитания кодов и запоминающее устройство 35 коррекции нуля соединен с выходом АЦП преобразователя 6.

Входы управления запоминающих устройств калибровки 33 и коррекции нуля 35 связаны по соответствующим каналам со счетчиком 10 °

Весы работают следующим образом.

В исходном положении счетчик 10 стоит в положении. IB, при котороуа вспомогательный генератор 12 выключен, нулевое напряжение с его выхода через фильтр 13 подается на вычитающий вход блока 14 вычитания.

На запоминающее устройство 8 индикации поступает сигнал разрешения записи. Электромагнитные фиксаторы

24 и 25 выключены, калиброванный груз 5 находится на стержнях 27 электромагнитных фиксаторов 24, не касаясь наружного конуса 21 стержня 17, чашка 4 находится на внутреннем конусе 20 стержня 17.

В этом режиме весы измеряют массу груза 2 на чашке 4, который вызывает перемещение стержня 17 с подвижной катушкой 3. Сигнал, пропорциональный этому перемещению, с датчика разбаланса 39 подается через блок 14

1059441 вычитания (на втором его входе напряжение равно нулю) на вход регулятора 15, который изменяет ток в подвижной катушке 3, измеряемая нагрузка

2 уравновешивается силой электромаг k нитного взаимодействия подвижной катушки 3 с магнитоэлектрической системой 1 (постоянный магнит) и подвижная катушка 3 со стержнем 17 возвращается в исходное положение.

Так в катушКе пропорционален,.1() массе взвешиваемого груза и измеряет-. ся ЛЦП б. Код с выхода которого через блок 32 вычитания кодов, блок

31 умножения, блок 36 вычитания тары и и запоминающее устройство 8 индикации15 поступает на цифровой индикатор 9, с табло которого считывается значение массы взвешиваемого груза.

Через определенные промежутки времени, определяемые периодом им-: пульсов с выхода программного реле-:

11 времени, производится автоматическая юстировка весов.

При этом импульс с выхода реле ll времени,"сбрасывает счетчик 10 в 25 состояние О, при котором включается вспомогательный генератор 12, а запоминающее устройство индикации

8 переходит в режим хранения, что обеспечивает неизменными последние ! показания весов в период калибровки.

Сигнал с выхода вспомогательного генератора 12 переключает счетчик

10 в положение g и одновременно через фильтр 13 поступает на вход блока 14 вычитания, напряжение на входе кото; З5 рого плавно нарастает. Регулятор 15 изменяет ток в катушке 3 так, чтобы напряжение на его входе оставалось неизменным, и перемещает стержень

l7 с катушкой 3 до тех пор, пока 4О напряжение на выходе датчика разбаланса 39 не будет равно напряжению на выходе фильтра 13, стержень 17 с катушкой 3 перемещается вверх.

По сигналу счетчика 10 срабатывают электромагнитные фиксаторы 25 и стержни 27 перемещаются вовнутрь, удерживая .чашку 4 после опускания стержня 17 с катушкой 3 вниз после окончания импульса с вспомогательного5О генератора 12.

Чашка 4 с грузом 2 остается на стержнях электромагнитных фиксато ров 25.

Счетчик 10 подает разрешение на запись в запоминающее устройство 35 коррекции нуля,в которое записывается код, сооответствующий массе подвижной системы (катушка 3 со стержнем 17) без чашки 4 и калиброванного груза 5 °

Второй импульс вспомогательного генератора 12 аналогично предыдущему вызывает плавный подъем и опускание катушки 3 со стержнем 17, при этом счетчик 10 переключается в по- 65

ЫинА где N>

Ny

Ск (NHg Nd ) Nky код на выходе Atgl б, соответствующий массе чашки с грузом и подвижной системе (катушка со стержнем);

-код, записанный в запоминающее устрой<"тво коррекции нуля; код, записанный в запоминающее устрдйство калибровки Cg

Нк= — .

-„, У код,записанный в постоян-.. ное запоминающее устройство lб калибровки и соответствующий значению истинной массы калиброванного груза 5; ложение 11, при котором с его выхода подается команда на электромагнитные фиксаторы 24 и 25, которые сра . батывают.

При опускании стержня 17 калиброванный груз 5 остается на наружном конусе 21 стержня 17, так как стержни электромагнитных фиксаторов 24 перемещаются наружу, а чашка остаемся на стержнях 27 электромагнитных фиксаторов 25. Калиброванный груз накладывается на подвижную систему катушку 3 со стержнем 17, а чашка

4 с измеряемым грузом 2 изолирована.

В положении II счетчика 10 запись информации в зайоминающее устройстро

35 коррекции нуля блокируется, а в запоминающее устройство 33 калибровки разрешается. В блоке 32 вычитания кодов вычитается иэ выходного кода 1

AUG б (масса катушки со стержчем 17 плюс масса калиброванного груз.а 5) код массы катушки со стержнем из запоминающего устройства 35 коррекции

Фуля и на рЕзультат вычитания N в блоке 34 деления дели ля содержимое Ск постоянного запоминающего устройства lб калибровки. Выходной

- ш ="-" код (йэ блока 34 деления записы- вается в запоминающее устройство 33 калибровки.

Третий импульс вспомогательного генератора 12 аналогично предыдущим. вызывает подъем и опускание катушки, со стержнем 17 и переключает счетчик

10 в положение Ш, при котором отключается питание от. электромагнит-. ных фиксаторов 24 и 25, и стержни 27 возвращаются пружинами 28 в исход- ные положения до упоров 29 и 30, при этом чашка 4 с грузом 2 находится на внутреннем конусе 20 стержня

17 а калиброванный груз 5 - на стержнях электромагнитных фиксаторов 24. .Весы находятся в. исходном положении. Код, поступающий на цифровой индикатор 9 при измерении нагрузки 2 после юстировки весов равен

1059441 каз 9818/46

Подписное

"Патент",,ул.Проектная,4

N> - результат вычитания кодов соответствующих записям массы калиброванного груза с подвижной системы, получаемых на. выходе AIIII б при положениях И и 1 счетчика 10, Показания цифрового индикатора после цикла юстировки не зависят от дрейфа чувствительности и начального положения равновесия (нуля) подвиж ной части весов.

При взвааивании насыпного веса . предусмотрено устройство вычитания тары, срабатывающее от нажатия кнопки 38 Тара .

Как показывают исследования, дрейф чувствительности и нуля весов за

2ч работы в 5 раз больше, чем за

l0 20 мин. При применении изобрете ния и осуществления автоматической юстировки весов каждые 10 - 15 мин, которая осуществляется без перерыва

10 цикла взвешивания за несколько секунд, повышается точность иэ- мерений и производительность весов.