Весоизмерительное устройство

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 G 01 G 3 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3754759/ 24-10 (22) 24.05.84 (46) 23.01.86,Бюл. Ф 3 (71) Научно-исследовательский и конструкторский институт испытательных машин, приборов и средств измерения масс (72) E.И.Новиков (53) 681.269(088.8) (56) Карпин Е.Б. Средства автомати- зации для измерения и дозирования массы. — М.:Машиностроение,1971, с.61-63 °

Авторское свидетельство СССР

У 1137323, кл. G 01 G 3j16, 03.08.83. (54)(57). ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус с нагрузочной платформой кинематически связанной с силочувствительным кварцевым резонатором, имеющим два электрода, первый из которых выполнен со ступенчатой формой, размещен на первой ..:зв-, ной грани силочувствительного кварцевого резонатора и подключен .через первый вход электронного возбудителя к цифровому индикатору, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения ступенчатой и плавной подстройки выходного сигнала, в него введены ведущий магнитный ползун с обмоткой,микроперемещатель, фиксаторы, упор, регулятор питания и контур плавной настройки, а второй электрод выполнен в виде ведомого магнитного ползуна с углублениями под фиксаторы и размещен между второй главной гранью силочувствительного кварцевого резонатора и внутренней частью корпуса который выполнен из немагнитного материала и с углублениями под фиксаторы, ведущий магнитный ползун подпружинен к упору, кинематически связан с микроперемещателем и подключен обмоткой к регулятору питания, а первйй электрод дополнительно подключен к входу контура плавной настройки, выход которого соединен с вторым входом электронного возбудителя.

06622 ъ немагнитном корпусе и с помощью сферического элемента 20 кинематически связан с ведущим подпружиненным магнитным ползуном 12.

Ведомый магнитный ползун 8 электрически связан с общим проводом проводником 21.

Первый электрод-ступенчатая по толщине пленка 6 подключена к электронному возбудителю 22, выход которого подключен к цифровому индикатору 23.

Вход электронного возбудителя 22 соединен с входом контура 24 плав15 ной настройки, выход которого подсоединен к второму входу электронного возбудителя 22.

Регулятор 25 питания подключен к обмотке ведущего подпружиненного

20 магнитного ползуна 12.

Локализованная зона 26 пьезоэлектрических колебаний заключена между средней частью первого возбуждающего электрода (пленкой ступенчатой

25 толщины 6) и вторым возбуждающим электродом (ведомым магнитным ползуном 8).

При этом 00 — направление местной вертикали, Р— вектор силы, З0 возникающей от действия измеряемой массы объекта.

Работа устройства основана на использовании прямого и обратного пьезоэлектрических эффектов, силочастотном эффекте, массочастотном

35эффекте и эффекте перемещения лока- лизованной зоны пьезоэлектрических колебаний.

1 12

Изобретенйе относится к весоизмерительной технике и может быть исполь,— зовано для прецизионного измерения веса различных грузов при необходимости с компенсацией веса тары.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения ступенчатой и плавной подстройки выходного сигнала.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

На немагнитном корпусе f, установленном на основании 2, размещена нагрузочная платформа 3, служащая для размещения массы измеряемого объекта.

Нагрузочная платформа 3 кинематически (за счет например, шарнира внутреннего трения, основанном на разности жесткости) связана с силочувствительным кварцевым резонатором 4, жесткость которого существенно выше (на три с лишним порядка) жесткости материала корпуса.

На первой главной грани 5 силочувствительного кварцевого резонатора 4 укреплена ступенчатая по толщине пленка 6, являющаяся метал,лическим электродом.

У второй главной грани 7 силочувствительного кварцевого резонатора 4 размещен второй металлический электрод — ведомый магнитный ползун 8 с углублениями 9, соответствующими углублениями 10, выполненным на внутренней части корпуса 1.

В соответствующих углублениях

9 и 10 размещены фиксаторы 11, выполненные в виде сферических элементов.

Ведомый магнитный ползун 8 через стенку немагнитного корпуса 1 посредством магнитного силового поля связан с ведущим подпружиненным магнитным ползуном 12 с обмоткой 13, который, в свою очередь,кинематически связан с микроперемещателем 14, имеющим шкалу 15 и шток 16 с метками для отсчета его положения,а следовательно и положения ведомого магнитного ползуна 8 (второго возбуждающего электрода).

Ведущий подпружииенный магнитный ползун 12 кинематически связан пружиной 17 с упором 18.

Иикроперемещатель 14 посредством нарезной муфты 19 установлен на

В исходном положении устройство

40 устанавливается на основании 2 таким образом, что вектор,возникающий от действия массы измеряемого объекта P„ совпадает с направлением местной вертикали 00

45 От блока питания (не показан) подается электропитание на все электронные блоки (электронный возбудитель 22, цифровой индикатор 23 и регулятор 25).

50 В локализованной зоне 26 посредством электронного возбудителя 22 возбуждается толщинно-сдвиговые колебания, частота которых равна частоте исходного значения f и при55 росту частоты от массы нагрузочной платформы 3 (от действия тарной нагрузки):

+ 6 з 1 где f „ — значение частоты пьезоэлектрических колебаний с учетом массы нагрузочной платформы 3;

f — частота пьезоэлектрических колебаний ненагруженного силочувствительного кварцевого резонатора;

hf — прирост частоты пьезоэлектрических колебаний, обусловленный влиянием массы нагрузочной платформы.

Для компенсации влияния тарной нагрузки перемещают локализованную зону 26 вниз, для чего с помощью микроперемещателя 14 посредством вращения подвижной части (штока 16) перемещают ведущий подпружиненный магнитный ползун 12 вниз, что благодаря наличию магнитного силового поля вызывает перемещение вниз ведомого магнитного ползуна 8.

Для облегчения перемещения ведомого магнитного ползуна 8 из фиксированного положения повышения магнитоперемещающего усилия от регулятора 25 на обмотку 13 ведомого подпружиненного магнитного ползуна 12 подают электрический сигнал переменного тока.Это вызывае-. колебательное движение ведомого магнитного ползуна 8, что облегчает его переход на следующий фиксированный шаг.

После перехода на один фиксирован ный шаг масса ступенчатой по толщине пленки в локализованной зоне

26 становится больше, а частота

"fgcx ниже,что проверяют по цифровому индикатору 23. Если величина исходного положения йscx точно ьвна частоте ненагруженного силочувствительного кварцевого резонатора

f,òî на этбм операция компенсации тары заканчивается.

Если после перехода на один шаг частота f

206622 4 нулевой частоте fo,òî посредством подстройки с помощью контура 24 плавной настройки, например, вращением переменного конденсатора (не показан, устраняют разницу в указанных частотах..

Если не "хватает при подстройке контура 24 плавной настройки,то указанным способом перемещают ведомый магнитный ползун еще на один фиксированный шаг и подстраивают затем точно.с помощью контура 24 плавной настройки. После выполнения указанной операции по компенсации тарной нагрузки имеется возможность измерения массы объекта, для чего

его помещают на нагрузочную платформу 3.

В силу действия силочастотного эффекта масса измеряемого объекта вызывает пропорциональное изменение частоты пьезоэлектрических колебаний (повышение частоты),что индицируется на табло цифрового индикатора 23 в единицах массы.

После проведения измерения объект снимают с нагрузочной платформы и проверяют значение исходного положения по показаниям цифрового индикато. ра 23.

Устройство снова готово к проведению следующего измерения °

Предлагаемое устройство обеспечи35 вает возможность как снижения частоты начального сигнала, так и его повышения, что требуется например, при временном или температурном изменении частоты исходного положения.

4О Для компенсации ухода частоты в этом случае описанные операции проделывают аналогичным образом, но перемещение магнитосвязанных полэунов 8 и 12 производят в обратном нап4> равлении (т.е.вверх) .

1206622

Составитель В.Ширшов

Редактор И.Николайчук Техред Т.Дубинчак Корректор С.йекмар

Заказ 8698/42 Тираж Подписное

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