Цифровые весы

 

, ЦИФРОВЫЕ ВЕСЫ, содержащие чувствительный элемент с npecjppaaoвателем некомпенсации, подключенным к двум управляемым генераторам, выходы которых соединены с входами . вычитателя частот, и реверсивньй счетчик, кодовые выходы которого подключены к отсчетному прибору и к одHI1M входам схемы совпадения кодов, другие входы которой подключены к выходам циклического счетчика, соединенного с генератором, а выход к одному входу фазового компаратора. выход которого соединен с управляющим входом ключа, связывающего источник тока с одним входом сумматора , к другому входу которого подключен источник тока компенсации тары , а к выходу - катушка системы электромагнитного уравновешивания, отличающиеся тем, что, с цепью повьщ1ения точности за счет автоматической коррекции нуля, в них введены знакочувствительный запоминающий элемент, узел совпадения кодов коррекции и переключатель,причем входы переключателя соединены с выходами вычитателя частот, первые выходы Сложить и Вычесть - с соответс вующими входами реверсивно (Л го счетчика, а вторые выходы Сложить и Вычесть - с входами Вычесть и Сложить знакочувствитепьного запоминакицего элемента, выходы которого подключены к одним входам узла совпадения кодов коррекции , другие входы которого соединены с выходами циклического счетчика, 00 а выход - с другим входом фазового компаратора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

„SU„„1089423

3(59 С 01 С 04

® :." И ф, Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Ш Ю

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3509714/10 (22) 11. 11.82. .(46) 30.04.84. Бюл. И 16 (72) В.Г.Кнорринг, В.С.Моисейченко, Л.К.Рукина и Г.А. Сальникова (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М.И.Калинина (53) 681.269(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 742719, кл. С 01 G 23/36, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 966502, кл. С 01 С 7/02, 1981 (прототип) .(54)(57), ЦИФРОВЬБ ВЕСЫ, содержащие чувствительный элемент с прео бразователем некомпенсации, подключенным к двум управляемым генераторам, выходы которых соединены с входами, вычитателя частот, и реверсивный счетчик, кодовые выходы которого подключены к отсчетному прибору и к одним входам схемы совпадения кодов, другие входы которой подключены к выходам циклического счетчика, соединенного с генератором, а выходк одному входу фазового компаратора, / выход которого соединен с управляющим входом ключа, связывающего ис.точник тока с одним входом сумматора, к другому входу которого подключен источник тока компенсации тары, а к выходу — катушка системы электромагнитного уравновешивания, о т .л и ч а ю щ и е с я тем, что, с целью повышения точности за счет автоматической коррекции нуля, в них введены знакочувствительный запоминающий элемент, узел совпадения кодов коррекции и переключатель, причем входы переключателя соединены с выходами вычитателя частот, первые выходы "Сложить" и "Вычесть" — с соответствующими входами реверсивного счетчика, а вторые выходы "Сложить" и Вычесть" — с входами

"Вычесть" и Сложить" энакочувствительного запоминающего элемента, выходы которого подключены к одним входам узла совпадения кодов коррекции, другие входы которого соединены с выходами циклического счетчика, а выход — с другим входом фазового компаратора.

1089423

Изобретение относится к весоизмернтельной технике, в частности к

% весам с электромагнитным уравновешиванием.

Известны цифровые весы с электро- 5 магнитным уравновешиванием, содержащие чувствительный элемент с груэоприемной площадкой, систему электрического уравновешивания, включающую в себя два управляемых генератора, выходы которых поданы на входы вычитателя частот, реверсивный счетчик, преобразователь код-аналог, выполненный в виде последовательно соединенных преобразователей кода в относительную длительность интервала времени и относительной длительности интервала времени в ток, выход которого через сумматор, к второму входу которого подключен источник тока тары, соединен с компенсатором, отсчетное устройство, подключенное к кодовым выходам реверсивного счетчика, причем преобразователь некомпенсации связан с входами управляе.— мых генераторов t. 1 ).

Недостаток весов заключается в неудовлетворительной точности, что обусловлено дрейфом нуля узлов в статическом режиме. 30

Наиболее близкими по технической сущности к изобретейию являются цифровые весы, содержащие чувствительный элемент с преобразователеи некомпенсации, подключенным к двум управляемыи генераторам, выходы которых соединены-с входами вычитателя частот, и реверсивный счетчик, кодовые выходы которого подключены к 40 отсчетному прибору и к одним входаи схемы совпадения кодов, другие входы которой подключены к выходам циклического счетчика, соединенного с генератором, а выход - к одному вхо- 45 ду фазового компаратора, выход которого соединен с управляющим входом ключа, связывающего источник тока с одним входоу сумматора, к другому входу которого подключен источник тока компенсации тары, а к выходу— катушка. системы электромагнитного уравновешивания 23.

Недостаток известных весов также . заключается в неудовлетворительной

55 точности, обусловленной погрешностью, вызванной дрейфом нуля элементов и узлов весов в статическом режиме.

Цель изобретения — повьш ение очности эа счет автоматической коррекции нуля.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровые весы, содержащие чувствительный элемент с преобразователем некомпенсации, подключенным к двум управляемым генераторам, выхо: ды которых соединены с входами вычи тателя частот, и реверсивный счетчик, кодовые выходы которого подключены к отсчетному прибору и к одним входам схемы совпадения кодов, другие входы которой подключены к выходам циклического счетчика, соединенного с генератором, а выходк одному входу фазового компаратора, выход которого соединен с управляВщим входом ключа, связывающего источник тока с одним входом сумматора, к другому входу которого подключен источник тока компенсации тары, а к выходу - катушка системы электромагнитного уравновешивания, введены знакочувствительный запоминающий элемент, узел совпадения кодов коррекции и переключатель, причем.входы переключателя соединены с выходами вычитателя частот, первые выходы "Сложить" и "Вычесть" — с соответствующими входами реверсивного счетчика, а вторые выходы "Сложить" и "Вычесть"- с входаии "Вычесть" и

Сложить зиакочувствительнбго запоминающего элемента, выходы которого подключены к одним входам узла совпадения кодов коррекции, другие входы которого соединены с выходами циклического счетЧика, а .выход — с другим входои фазового коипаратора.

На фиг. 1 показана схема цифровых весов; на фиг. 2 — графики, поясняющие их работу.

Весы содержат чувствительный эле мент 1 с грузоприеиной площадкой 2 для груза 3, масса tn> .которого измеряется, систему 4 подвески, преобразователь 5 некомпенсации, состоящий иэ неподвижных пластин 6 и подвижной 7, жестко связанной с чувствительным элементом, 1, компенсатор 8, содержащий неподвижную часть — магнитную систему 9 и подвижную — измерительную катушку IO, закрепленную на чувствительном элементе 1, систему 11 электрического уравновешивания, состоящую иэ управляемых генераторов 12 н 13, вычитателя 14 частот, реверсивного счетчика 15 и преобра89423 IO

3 10 зователя код — аналог 16, включающего опорный генератор 17, циклический счетчик 18, цепь 19 совпадения кодов, фазовый компаратор 20, токовый ключ

21 и стабилизатор 22 тока. Кроме того весы содержат знакочувствительный запоминаюпрнй элемент 23, узел

24 совпадения кодов коррекции, переключатель 25,.отсчетный прибор 26, регулируемый источник 27. тока тары и:сумматор 28 токов.

КонСтруктивно чувствительный элемент 1, грузоприемная площадка 2 и измерительная катушка 10 жестко скреплены и образуют подвижную сис".. тему- весов.

Работа весов основана иа компенсаций силы тяжести груза Р Фин электромагнитной силой где tn - измеряемая масса груза 3; †.ускорение свободного падения груза;

° Ь вЂ” индукция в зазоре магнит» ной системы 9;

8„ — длина провода в измерительной катушке 10;

3Π— ток стабилизатора 22 тока; й4 — длительность импульса тока;

Т вЂ” период импульсной последовательности, определяемой отношением емкости счетчика 18 к частоте опорного генератора 17;

N — показания счетчика 15; .К „ - емкость счетчика 18.

Предварительно при настройке и регулировке весов в запоминающее. устройство 23 записывается кодовая комбинация NO Выбор значения NO определяется величиной запаса кода на коррекцию дрейфа нуля и перерегулирование, возникающего при снятии и наложении. груза. Расчет кодовой комбинации I4g осуществляется по форму-. ле (фиг. 2) К -Н

М =М + о о„,„„2 где Йо — постоянная кодовая комО пИA бинация, записанная в о старших разрядах запо-hl минающего элемента 23; пни o1ч>п диапазон регулировки ко2 да запоминающего элемен4 та 23 на коррекцию дрей-. фа нуля.

Регулировку осуществляют таким образом, чтобы при наличии кодовой комбинации Pl в запоминающем элемене те 23 погрешность прибора была бы минимальной, соответствующей погрешности квантования.

Весы работают следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии груза 3 на площадке 2 переключатель 25. находится -в верхнем положении, при котором выходы "Сложить" и

"Вычесть" вычитателя 14 частот соединены соответственно с входами

"Сложить" и "Вычесть" реверсивного счетчика 15. При совпадении кода и .с текущим кодом И с циклического счетчика 18 узел 24 совпадения кодов

20 коррекции устанавливает фазовый компаратор 20 в единичное состоякие, а в моменты совпадения кода, и с кодом Й„ счетчика 15 цейь 19 сов падения кодов переводит фазовый компаратор 20 в нулевое состояние. .Компаратор 20 управляет токовым ключом 21, пропускающим ток 3© в катушку 10. Импульсный ток, длительность

Ймпульса которого определяется вреЗО менем пребывания фазового компаратора 20 в единичном состоянии, создает электромагнитное усилие F, компен1 сирующее вес подвижной части весов и тары. В случае полной компенсации подвижная пластина 7 находится в центральном положении, сигнал некомпенсации с выхода преобразователя 5 равен нулю. В исходном состоянии на отсчетном приборе 26 должны быть

40 нулевые показания. При наличии пока-. заний, не равных нулю, от источника

27 тока тары в катушку 10 подается ток,1 начального тарирования, регулировкой величины которого добйваются установления нулевых показаний отсчетного прибора 26. Полнйй ток в катушке 10 в исходном состоянии весов ЭР = Эб 3t/T+3 1-, где r1tе— длительность импульса тока, соответствующая коду „,ах- 1о .

В режиме измерения при установлении объекта 3 на грузоприемную площадку 2 подвижная часть весов смещается вниз, на выходе преобразователя 5 некомпенсации появляется сигнал, генераторы 12 и 13 рассогласовываются, на выходах вычитателя 14 частот появляется сигнал разностной 1 089423 частоты. Реверсивный счетчик 15 производит подсчет импульсов, пришедших за время переходного процесса, и управляет преобразователем код— .аналог 16. По мере роста числа им- 5 пульсов в счетчике 15 увеличивается и время пребывания фазового компаратора в единичном состоянии, определяемое разностью между моментами поступления на него импульсов с цепи 24 совпадения кодов коррекции и цепи 19 совпадения кодов. Это приводит к увеличению:компенсирующего тока 3р 3 + 3p(dip+ Ик)/T. Про т цесс изменения 3 продолжается до 15 тех пор, пока вырабатываемое компен" сирукнцее усилие F > не уравновесит

P . После уравновешивания подвижная часть весов возвращается в исходное положение, разность частот на вико- 20 дах вычитателя 14 частот становится равной нулю, реверсивный счетчик 15 останавливается, запоминая набран.ную кодовую комбинацию, соответствующую измеряемой массе m . Отсчет показаний ведется по отсчетному.прибору 26, которое калибруется в единицах массы.

При коррекции дрейфа нуля, которая производится в моменты отсутст- ЗО вия груза на площадке 2, по сигналу оператора переключатель 25 переходит в нижнее положение, соединяя при этом выходы "Сложить" и "Вычесть" вычитателя 14 соответственно с входа-35, ми "Вычесть" и "Сложить" запоминающего элемента 23. Одновременно при . этом происходит сброс реверсивного счетчика 15 в нуль.

При наличии погрешности дрейфа 40 нуля подвижная часть весов смещается относительно исходного положения, причем направление смещения свидетельствует о знаке погрешности. На выходе преобразователя 5 появляется сигнап, приводящий в рассогласование генераторы 12 и 13.. При этом происходит изменение начальной кодовой комбинации в запоминающем элементе,23 в сторону уменьшения при появлении импульсов на выходе "Сло6 жить" вычитателя 14 частот, н в сторону увеличения при наличии импульсов на выходе "Вычесть" вычитателя

14. Изменения кода в запоминающем элементе 23 происходят до тех пор,. пока не выработается электромагнитное усилие, возвращающее подвижную часть весов в исходное состояние, что свидетельствует об окончании коррекции дрейфа нуля.

После окончания коррекции погрешности переключатель 25 переходит в верхнее положение. При этом происходит блокировка запоминающего элемен\ та 23, хранящего кодовую комбинацию

Np g 8><, учитывающую значение дрейфа нуля К р. Последующее измерение массы 61 происходит аналогично первому измерению с той разницей, что длительность импульса компенсирующего тока .имеет вид дФ1 = rftp 3 4+< +

Х

+ ЬФц . При этом результат измерения, индицирУемый на отсчетном приборе, очищен от погрешности.

При измерении массы m в моменты напожения и снятия. груза во время переходного процесса кз-за наличия колебательных звеньев (чувствительный элемент, подвеска) могут быть участки перерегулирования, когда компенсирующая сила F превышает номинальное значение Р (при наложеХ .нии груза), либо значение Р— г мо,жет быть отрицательным. В первом случае емкость реверсивного счетчика 15 выбирают больше номинального значения. Во втором случае, благодаря. предварительной записи кода в запоминающем элементе 23, нулевой кодо" вой комбинации Мц 0 счетчика 15 соответствует некоторая длительность импульса компенсирующего тока Дф

Э что и позволяет отрабатывать отрицательные значения кода К11 (фиг. 2). Следовательно, помимо своей основной функции (коррекции дрейфа нуля) введенные в весы элементы выполняют роль устройства отработки перегрузок.

Технико-экономическая эффективность весов заключается в повышении точности при сохранении быстродействия.

1089423

Жг.1 . н,е„

Abase

Немая

Ич

ДНИИПИ Заказ 2920/38 . Тидаж 610 Подлксное Б Ий Б;Ю,