Устройство для отбраковки изделий по массе

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБРАКОВКИ ИЗДЕЛИЙ ПО МАССЕ, содержащее пьезоэлектрический датчик массы, электрометрический усилитель заряда с ключом в цепи обратной связи, льтр и механический узел подачи изделий, при этом выходпьезоэлектрического датчика массы соединен с входом электрометрического усилителя заряда, о тличающееся тем, что, с цельюповышения точности отбраковки изделий по массе путем исключения влияния временной нестабильности датчика массы и электрометрического усилителя , в его состав введены быстродействующий прерыватель, Фазочувствительный фиксатор уровня, фильтр низких частот, управляе1«ьай компаратор, формирователь управляющих импульсов, а механический узел дискретной подачи содерзкит два датчика положения подвижных частей механизма, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами формирователя управляющих импульсов, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с управляющими входами компаратора,фиксатора уровня, усилителя заряда и быстродейств5(Тощего прерывателя, вход которого соединен с выходом усилителя заряда, а выход через фильтр соединен с входом фиксатора уровня, вы- § ход которого через фильтр нижних час (Л тот соединен с входом компаратора. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей , оно снабжено запоминающей ячей- g кой, вход которой соединен с выходом фильтра нижних частот, а управляющий вход - с пятым выходом формирователя управляющих импульсов. ;о :о ;о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) °

3(51) 01 (3 13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3589946/18-10 (22) 13. 05. 83 (46) 05. 84. Бюл. Ф 19 (72) А, Ф, Терещенко (53) 681,269 (088. 8) (56) 1. Измерения в промышленности.

Справочник под ред. проф. П, Профоса.

М., 1980, с, 326, рис, 3,6 — 22, 2, Messen und Prufen, 1967, н. 3, s, 131-133, АЫ, 27. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБРАКОВКИ ИЗДЕЛИЙ ПО МАССЕ, содержащее пьезоэлектрический датчик массы, электрометрическнй усилитель эаряда с ключом в цепи обратной связи, фильтр и механический узел подачи изделий, при этом выход пьезоэлектрического датчика массы соединен с входом электрометрического усилителя заряда, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности отбраковки изделий по массе путем исключения влияния временной нестабильности датчика массы и электрометрического усилителя, в его состав введены быстродействующий прерыватель, фаэочувствительный фиксатор уровня, фильтр ниэ. ких частот, управляемый компаратор, формирователь управляющих импульсов, а механический узел дискретной подачи содержит два датчика положения подвижных частей механизма, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами формирователя управляющих импульсов, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с управляющими входами компаратора,фиксатора уровня, усилителя заряда и быстродействующего прерывателя, вход которого соединен с выходом усилителя заряда, а выход через фильтр соединен с входом фиксатора уровня, вы- ф ход которого через фильтр нижних час- тот соединен с входом компаратора.

2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью С расширения функциональных воэможностей, оно снабжено запоминающей ячей- кой, вход которой соединен с выходомфильтра нижних частот, а управляющий вход — с пятым выходом формирователя управляющих импульсов.

1093907

Изобретение относится к spcoHзмерительной технике, в час -.ности к автоматическим сортировочным весам, гредназначенным для отбраковки иэделий.

Известно устройство, содержащее электромеханический весоизмеритель и механизм для дискретной подачи взвешиваемого изделия на грузоприемную площадку весов (1) .

Недостатком этого устройства явля- 1О ется низкое быстродействие, обусловленное многократным преобразованием информационного сигнала.

Наиболее близким к изобретению по техниче ской сущности я вля ется устрой-35 ство для отбраковки изделий по весу, содержащее пьезоэлектрический датчик массы, электрометрический усилитель заряда с ключом в цепи обратной связи, фильтр и механический узел подачи изделий, при этом выход пьезоэлектрического датчика массы соединен с входом электрометриче ского усилителя з ар яда $2), Недостатком известного устройства являет ся низ кая точность от брако вки изделий по весу.

Целью изобретения является повышение точности отбраковки изделий по массе путем исключения влияния временной нестабильности датчика массы и электрометрического усилителя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для отбраковки изделий по массе, содержащее пьезоэлектрический датчик массы, электрометри— ческий усилитель заряда с ключом в цепи обратной связи, фильтр и механический узел подачи изделий, при этом выход пьезоэлектрического датчика массы соединен с входом электро- 40 метрического усилит еля з аряд а, введены быстродействующий прерыватель, фазочувствительный фиксатор уровня, фильтр низких частот, управляемый компаратор формирователь управляющих А5 импульсов, а механический узел дискретной подачи, содержит два датчика положения подвижных частей механизма, выходы которых соединены соответственно с первым и вт орым входами формирователя управляющих импульсов, перый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с управляющими входами компаратора, фиксатора уровня, усилителя з ар яда и быстродейст вующе ro пр ерывателя, вход которого соединен с выходом усилителя заряда, а выход через

Фильтр соединен с входом фиксатора уровня, выход которого через фильтр нижних частот соединен с входом ком- 6О пар атор а.

Кроме того, устройство снабжено запоминающей ячейкой, вход которой соединен с выходом фильтра нижних частот, а управляющий вход — с пятым

-выходом формирователя управляющих импульсов.

Это позволяет исключить дополнительные погрешности изменения массы и повысить точность отбраковки изделий путем исключения влияния паразитных источников электрического тока и ЭДС в цепи датчика и электрометри— ческого усилителя, На фиг. 1 представлена функциональ ная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы работы его основных блоков.

УстройстBQ содержит последовательно подключенные пьезоэлектрический датчик 1 массы, электрический усилитель 2 заряда, быстродействующий прерыватель 3 сигнала, фильтр 4, фазочувствительный фиксатор 5 уровня, фильтр 6 нижних частот и управляемый компаратор 7, а также формирователь

8 импульсов, запоминающую ячейку 9 — и механический узел 10 дискретной подачи взвешиваемого иэделия 11 на грузоприемную площадку датчика 1, В узел 10 встроены датчики 12 и

13 положения подвижных частей механизма °

Усилитель 2 заряда содержит электрометрический операционный усилитель

14 постоянного тока, интегрирующий койденсатор 15 и ключ 16 с управляющим входом 17, прерыватель 3 — резистор 18 и быстродействующий (транзисторный} ключ 19 с управляющим входом 20, а фазочувствительный фиксатор 5 уровня — конденсатор 21, электрический оконечный усилитель 22 мощности и ключ 23 с управляющим входом 24.

Управляемый компаратор 7 имеет первый и второй информационные входы 25 и 26, управляющий вход 27, выход 28 и общую шину 29 устройства.

Запоминающая ячейка 9 содержит конденсатор 30, высокоомный повторитель 31,напряжения и ключ 32 с управляющим входом 33, а датчик 12 положения — источник 34 излучения и фотоприемник 35, оптически разделенные непрозрачной подвижной деталью 36 с ди афрагмой 37 .

На фиг, 2 показана диаграмма 38 работы во времени механического узла подачи взвешиваемого изделия, причем высокий уровень на эпюре соответствует попаданию всего иэделия на грузоприемную площадку датчика 1 веса, а нулевой уровень соответствует отсутствию (снятию) изделия на грузоприемной площадке, эпюра 39 управляющего напряжения на входе 17 ключа 16 ,усилителя заряда, график 40 напряжения на выходе усилителя 1 заряда во время прохождения всех фаз работы устройства, эпюра 41 управляющего напряжения на входе 20 клокоча 19 прерывате109 3907 ля 3, график 42 напряжения на выходе прерывателя 4, график 43 напряжения на выходе фияьтра 4, эпюра 44 управляющего напряжения на входе 24 ключа

23 фиксатора уровня, график 45 напряжения на выходе фиксатора 5, графикк 46 напряжения на выходе фильтра

6, эпюра 47 стробирующего напряжения на входе 27 компаратора 7, график 48 напряжения на выходе стробируемого компаратора 7 для случая, когда вес изделия на соответствует заданному, зпюра 49 управляющего напряжения на входе 33 ключа 32 запоминающей ячей. ки, график 50 выходного напряжения запоминающей ячейки. !5

Устройство работает следующим образом.

Механическим узлом 10 изделия 11 поочередно ставятся и снимаются с грузоприемной площадки датчика 1 ве- 0 са в периодическом режиме с требуе20 мой частотой повторения циклов (эпюра 38, фиг. 2) . При этом датчик 12 положения первой подвижной детали механизма 10 в нужный момент времени вырабатывает начальный импульс, пос25 тупающий через формирователь 8 (эпю- ра 39) на вход 17 нормально разомкну того ключа 16 усилителя заряда вследствие чего происходит быстрый разряд интегрирующего конденсатора 15, и выходное напряжение усилителя 14 равно нулю. После окончания импульса 39 ключ 16 возвращается в исходнОе разомкнутое состояние, причем вследствие паразитного наброса заряда прои сходит смешение выходного напряжения усилителя 2 (эпюра 40) .

Далее формирователем 8 вырабатывается импульс 41 напряжения, поступающий на вход 24 нормально разомк-40 нутого ключа 23 фиксатора 5. При этом ключ 2 3 з амык ает ся, к онден сатор 2 1 заряжается до уровня начального смещения выходного напряжения усилителя заряда, пропущенного блоками 3 и 4. Благодаря этому, а такие вследствие использования электрометрического режима работы оконечного усилителя 22, по окончании импульса 44 выходное напряжение фиксатора 5 сохраняется точно на нулевом уровне.

Спустя небс лысой промежуток времени механическим узлом 10 производит ся постановка изделия 11 на грузоприемную площадку датчика 1, и одновременно с этим формирователем 8 выраба-55 тывается импульс 41, поступающий на вход 20 ключа 19 прерывателя 3.

Подача взвешиваемого иэделия 11 обычно сопровождается ударом изделия 60

11 о грузоприемную площадку датчика

1, происходящим, например, вследствие падения изделия из автоматически разжимающегося держателя подаваемого изделия, При этом выходное напряже-, ние усилителя заряда содержит переменную гармоническую составляющую медленно затухающую во времени и срав нимую по величине с полезным сигналом, пропорциональным весу иэделия (эпюра 40) °

Наиболее интенсивная часть — первые периоды гармонической помехи, даже выходящие с одной стороны за пределы амплитудного диапазона усилителя заряда — не пропускают=я прерывателем 3 благодаря замкнутому состоянию ключа 19 в течение длительности импульса 41.

Остальная, более поздняя, часть выходного:, сигнала (эпюра 42) усилителя 2 проходит через блок 3 и фильтр

4, ослабляющий в несколько десятков раз высоко частотную помеху (эпюра

43), Далее сигнал проходит через последовательные ветви фазочувствительного. фиксатора 5, причем возникшие помехи на сигнале, вносимые оконечным электрометрическим усилителем

22 фиксатора 5, Дополнительно сглаживаются фильтром 6 нижних частот (эпюры 45 и 46).

Датчиком 13 положения второй ° подвижной детали механизма 10 вырабатывается импульс, который через форми— рователь 8 проходит на стробирующий вход 27 компаратора 7, а также управляющий импульс, поступающий н а вход

33 ключа 32 запоминающей ячейки 9 (эпюры 47 и 49) . При этом на выходе

28 компаратора 7 вырабатывается импульс .(эпюра 48) в случае, если амплитуда выходного напряжения фильтра

6 в момент стробирования меньше заданного опорного напряжения на входе 26 компаратора.

Кроме того, в момент стробирования производится замыкание ключа 32 запоминающей ячейк:1 9, благодаря чему конденсатор 30 з аряжает ся до мгновенного значения выходного напря. жения фильтра 6 в момент начала размыкания ключа 32, т.е. по заднему фронту управляющего импульса на эпюре 49 . Это напряжение сохраняется на постоянном уровне в течение всего периода работы устройства благода. ря высокоомному (и даже электрометрическому) входу повторителя 31.

Выходной импульс компаратора 7 поступает далее в качестве команды на исполнительное звено (не показано), отбраковывающее дефектное по весу иэделие. При нормальном весе изделия импульс на выходе компарлтора не вырабатывается, и иэделие направляетсй в отсек для r-. пной продукции.

Выходной сигнал з апо мин ающе и яче ики 9 используется для настройки устройства, а также дает информацию об истинном весе каждого изделия, кото1093907 рая может быть считана и зарегистрирована с помощью обычного цифрового вольтметра и цифропечатающей машинки (не показаны) .

Внедрение предлагаемого устройства позволяет исключить погрешность взвешивания, обусловленную набросом заряда при коммутациях ключа усилителя заряда, высокочастотной помехой при ударном нагружении пьезоэлектри- lO ческого датчика веса и электромагнитной наводке на входные цепи устройства от действующих силовых электроустановок, помехой и бросками н промышленной сети, проходящими по цепи питания. В то же время использование пьезоэлектрического метода измерения силы обеспечивает возможность достижения высокой частоты повторения циклов взвешивания, т.е. обеспечивает высокое быстродействие автоматического устройства для отбраков-. ки изделий по весу °

1093907

Подписное

Заказ 3411/33 Тираж 610

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Составитель A.Åðoøèí

Редактор О.Черниченко Техред С.Легеза К рр р

Ко ректор A,Ôåðåíö