Устройство для измерения массы при наличии вибропомехи

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ ПРИ НАЛИЧИИ ВИБРОПОМЕХИ,содержащее емкостной датчик массы,подключенный к. мостовому измерителю емкости, соединенному с генератором питания,нуль-индикатором и со схемой выявления некомпенсации с отсчетным прибором, от. личающее ,к. ЕО .;-:: с я тем, что, с целью повьшения точности измерения путем уменьшения ошибки,вносимой схемой некомпенсации , в него введены реверсивный счетчик, пороговый элемент,формирователь импульсов, переключатель и два счетчика, причем вход порогового элемента подключен к выходу мостового измерителя емкости, а выход к входу формирователя импульсов, выходом подключенного к входам обоих счетчиков и переключателя, выход которого соединен с управляющими входами реверсивного счетчика, счетный вход которого подключен к генератору питания, выход первого счетчика подключен к входу остановки (Л счета реверсивного счетчика и входу запуска отсчетного прибора, а выход второго счетчика подключен к входам сброса всех счетчиков и отсчетного прибора. оо СХ) о: ел СХ)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 (51) С О С 23/37

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»» «!»

1Д

» (21) 3410874/24-10 (22) 23.03.82 (46) 07 ° 02.85.Бюл.И 5 (72) Г.В.Кочков, А.В.Назаренко и С.П.Воронков (71) Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии (53) 681.269 (088.8) (56) I.Àâòîðñêîå свидетельство СССР

N - 440563, кл.G 01 G 7/00,1972.

2, Авторское свидетельство СССР

9 970126,кл,G 01 С 23/36,!980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗЖРЕНИЯ

МАССЫ ПРИ НАЛИЧИИ ВИБРОПОМЕХИ,содержащее емкостной датчик массы,подключенный к мостовому измерителю. емкости, соединенному с генератором питания, нуль-индикатором и со схемой выявления некомпенсации с отсчетным прибором, о т. л и ч а ю щ е е—

„„Я0„„1138658 A с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения ошибки, вносимой схемой некомпенсации, в него введены реверсивный счетчик, пороговый элемент,формирователь импульсов, переключатель и два счетчика, причем вход порогового элемента подкгючен к выходу мостового измерителя. емкости, а выход— к входу формирователя импульсов, выходом подключенного к входам обоих счетчиков и переключателя, выход которого соединен с управляющими входами реверсивного счетчика, счетный вход которого подключен к генератору питания, выход первого счетчика подключен к входу остановки счета реверсивного счетчика и входу запуска отсчетного прибора, а выход второго счетчика подключен к входам сброса всех счетчиков и отсчетного прибора.

1138658

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для измерения масс в условиях действия вибропомех.

Известно устройство для измерения массы в условиях вибропомех, содержащее упругий элемент с емкостным преобразователем, мостовой измеритель емкости и дифференциальный манометр, установленный между упругим 10 элементом и измеряемой массой 1.1 3.

Однако в этом устройстве вибропомеха компенсируется не полностью.

Наиболее близким IIQ технической сущности к изобретению является устройство для измерения массы при наличии вибропомехи,содержащее емкостной датчик массы, подключенный к мостовому измерителю емкости, соединенному с генератором питания, нуль-индикатором и со схемой выявления некомпенсации с отсчетным прибором (2 .

Недостаток известного устройства

25 заключается в неудовлетворительной точности, что обусловлено наличием двух каналов в схеме выявления некомпенсации, временная нестабильность которых не позволяет повысить точность уравновешивания всей измерительной цепи.

Цель изобретения - повышение точности измерения путем уменьшения ошибки, вносимой схемой некомпенсации. 35

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения массы при наличии вибропомехи,содержащее емкостной датчик массы, подключенный к мостовому измерителю емкости, соединенному с генератором питания, нуль-индикатором и со схемой выявления некомпенсации с отсчетнымприбором,введены реверсивный счетчик, пороговый элемент,формирова- 45 тель импульсов, переключатель и два счетчика, причем вход порогового элемента подключен к выходу мостового измерителя емкости, а выход — к входу формирователя импульсов, вы- 5О ходом подключенного.к входам обоих счетчиков и переключателя, выход которого соединен с управляющими входами реверсивного счетчика, счетный вход которого подключен к генератору 55 питания, выход первого счетчика под1 ключен к входу остановки счета реверсивного счетчика и входу запуска отсчетного прибора, а выход второго счетчика подключен к входам сброса всех счетчиков и отсчетного прибора.

На фиг.l показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 и 3 — графики, поясняющие принцип его действия; на фиг..4 — 8 — графики,поясняющие его работу.

Устройство содержит упругий элемент 1 с емкостным преобразователем 2,мостовой измеритель 3 емкости, генератор 4 питания, нуль-индикатор 5, пороговый элемент 6, формирователь 7 импульсов, электронный переключатель 8, выходы которого подключены к управляющим входам реверсивного счетчика 9,отсчетный прибор 1О, первый 11 и второй 12 счетчики импульсов, К мостовому измерителю 3 емкости подключены генератор 4 питания, емкостной преобразователь 2 и пороговый элемент 6.

К выходу порогового элемента 6 подключен формирователь 7 импульсов, выход которого соединен с входом переключателя 8.

Выходы переключателя 8 подключены к управляющим входам реверсивного счетчика 9, счетный вход которого соединен с генератором 4 питания.

Устройство работает следующим образом, При измерении массы деформация упругого элемента 1 преобразуется в пропорциональное изменение емкости

С„ емкостного преобразователя 2.

При наличии помех, поступающих со стороны основания или .подвеса весов либо возникающих вследствие раскачивания груза, возникают колеба" ния упругого элемента 1 относительно положения его статического равнове-.. сия и на измеряемый мостовым измерителем 3 емкости параметр С накладывается переменная составляющая сигнала, т.е, происходит изменение емкости С

С = С +С„(t), где С вЂ” емкость, соответствующая статической составляющей нагрузки;

С „(й)- емкость, соответствующая динамической составляющей нагрузки, изменяющейся по гармоническому закону.

Значению + С Ä(t) соответствует полуволна помехи в одном плече мосто113

3 вой схемы, а значению-С (g) — полуХ волна помехи в противоположном йлече

Ф причем эти переходы всплесков помехи из плеча в плечо соответствуют частоте вибропомехй, 5

При полностью уравновешенной схеме (значение С „ =0 ) разбаланс моста происходит только эа счет полуволны помехи и длительности полуволн помехи в противоположных плечах равны 10 (фиг.2)

1. 2, 3

Если схема не уравновешена полностью и в одном as плеч имеется разбаланс, то полуволны помехи 15

J накладываются на неуравновешенную составляющую и в плече, где имелся разбаланс, импульс помехи меньше, чем в плече, где разбаланса нет, и, следовательно, в противоположных 2О плечах длительности полуволн помехи различны (фиг.3)..

Критерием равновесия мостового измерителя емкости при наличии 25 вибропомехи может служить равенство длительностей полуволн помехи в противоположных плечах моста, принимая за начало отсчета длительностей моменты перехода через равновесие схемы, так как в эти моменты (точки а,б,в ) напряжение, снимаемое с диагонали моста, равно нулю (фиг.2).

Для четкого фиксирования начала отсчета длительностей импульсов по35 мехи используется пороговый элемент 6 с заданным порогом срабатывания О „ . При достижении амплитудной полуволны порога срабатывания (фиг.4, точка r ) пороговый элемент 6 срабатывает и на его выходе напряжение равно нулю (О„„= 0).

Перейдя равновесие мостовой схемы (точка а ), сигнал начинает увеличиваться, при достижении поро- 45 гового уровня 0„ (точка д ) пороговый элемент 6 срабатывает и на его выходе появляется напряжение U п

U>z (фиг. 5 ). Последовательность импульсов помехи поступает на формирователь 7, который формирует прямоугольные импульсы, требуемого уровня (фиг.б).

Цля измерения длительностей полуволны помехи используется реверсив- 55 ный счетчик 9, на счетный вход которого поступает синусоидальный сигнал с генератора 4.

8658

Если на один из управляющих вхо" дов (,суьпкирующий или вычитающий) подать управляющий сигнал, то происходит счет поступивших сигналов с генератора 4, Подача управляющих сигналов осуществляется электронным переключателем 8,который обеспечивает режим прямого и обратного счета.

С приходом прямоугольного импульса,например, длительностью (фиг.6), соответствующего длительности полуволны помехи в одном плече мостового измерителя емкости, электронный переключатель 8 разрешает прямой счет поступающих сигналов с генератора 4. 3а время 4 поступит N 6 1 импульсов.

С приходом следукицего прямоугольного импульса с формирователя 7 электронный переключатель 8 paspeщает обратный счет сигналов,непрерывно поступающих с генератора 4.

За время 1„ на счетчик поступает число импульсов, равное 1, что соответствует длительно ти полуволны помехи в противоположном плече мостовой схемы (фиг.7) .

Для получения разницы импульсов

40 = N „ - Н необходимо остановить счет импульсов, поступающих на счетный вход реверсивного счетчика 9 импульсов. Для этого используется . первый счетчик 11 импульсов с коэффициентом пересчета К, и срабатывающий от заднего фронта импульсов, поступающих с формирователя 7. Коэффициент пересчета К„, выбирается исходя из четного числа полуволн номехи и может быть равен 2,4,6 и т.д.

Так при окончании, например, второго импульса, поступившего с формирователя 7, первый счетчик ll импульсов выдает сигнал, который поступает на

II Il вход Стоп реверсивного счетчика 9, чем и останавливает счет поступающих на его счетный вход импульсов.

Сигнал с первого счетчика !1 импуль; сов также подает команду на вклю- чение отсчетного прибора 10, на котором высвечивается разница импульсов (4), по которой определяют момент равновесия схемы, сводя разницу дМ к нулю (фиг.8 ), путем уравновешивания мостового измерителя 3 емкости.

Время, необходимое для уравновешивания мостового измерителя 3 ем1138658 кости,эадается вторым счетчиком 12 импульсов с коэффициентом пересчета К, где К вЂ” любое требуемое число. Так при поступлении, например, пятого импульса с формирователя 7 срабатывает второй счетчик 12 импульсов и выдает сигнал, при поступлении которого происходит сброс числа импульсов в реверсивном счетчике 9 (установка нуля 1и он начинает вновь считать поступающие с генератора 4 импульсы. Сигналом со второго счет.чика 12 импульсов также устанавливаются в нуль первый II и второй 12 счетчики импульсов и происхо5 дит сброс покаэаний в отсчетном устройстве 10, т.е. начинается новый цикл.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства обус10 ловлена повышением точности измерения.

1138658

mnlarr ма ие

8euteшеиа

РИиОР МЖ" йгкеим

1138658

Составитель В.Широков

Техред С.йовжий Корректор С.Максимишинец

Редактор С.Саенко

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4

Ю

Заказ 10675/30 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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