Цифровая система автоматической регистрации веса

 

Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к системам управления весами с электромагнитной компенсацией отклонения чувствительного элемента. Цель изобретения - повышение быстродействия системы. Устройство содержит компенсационную катушку 1. включенную через ключевой элемент 2 к источнику 3 тока , датчик 4 перемещения, преобразователь 5 напряжение - частота, реверсивный счетчик 6. Новым в устройстве является введение сумматора 7, задатчика 8, блока 9 последовательной коррекции , блока 10 интегрирования, второго преобразователя 1.1 напряжение - частота и элемента ИЛИ 12, связанных между собой и другими элементами устройства определенным образом, что позволяет достичь поставленную цель изобретения. 1 з.п. ф-лы. 2 ид. 5 to 00 О 0 ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБ ЛИК,.SU„„1223045 А 511 4 G 01 G 7/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

I10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "" ц, Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ

РЕГИСТРАЦИИ ВЕСА (57) Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к системам управления весами с элект(21) 3801905/24- 10 (22) 18.09.84 (46) 07.04.86. Вюл. Н- 13 (72) В.В. Макаров и Ю.Л. Полунов (53), 681.269(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 960540, кл. С 01 G 7/04, 1980.

Кнорринг В.Г. и др. Автоматическая коррекция аддитивной погрешности цифровых электронных весов. — Труды

Ленинградского политехнического института, 1982, В 381, с. 88-92. ромагнитной компенсацией отклонения чувствительного элемента. Цель изобретения - повышение быстродействия системы. Устройство содержит компенсационную катушку 1. включенную через ключевой элемент 2 к источнику 3 тока, датчик 4 перемещения, преобразователь 5 напряжение — частота, реверсивный счетчик 6. Новым в устройстве является введение сумматора 7, задатчика 8, блока 9 последовательной коррекции, блока 10 интегрирования, второго преобразователя 11 напряжение— частота и элемента ИЛИ 12, связанных между собой и другими элементами устройства определенным образом, что позволяет достичь поставленную цель изобретения. 1. з.п. ф-лы. 2 Нп.

1 12

Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к системам управления весами с электромагнитной компенсацией отклонения чувствительного элемента.

Цель изобретения — повышение быстродействия системы.

На фиг. 1 показана функциональная схема цифровой системы автоматической регистрации веса; на фиг. 2 — схема интегрального двухполярного частотноимпульсного модулятора (вариант выполнения).

Цифровая система автоматической регистрации веса содержит компенсационную катушку 1, включенную через ключевой элемент 2 к источнику 3 тока, датчик 4 перемещения, первый преобразователь 5 напряжение-частота, выходы которого подключены к реверсивному счетчику 6, сумматор 7, первый выход которого подключен к выходу датчика,4 перемещения, задатчик 8, выход которого подключен к второму входу сумматора 7, блок 9 последовательной коррекции, вход которого подключен к выходу сумматора 7, а выходк входу первого преобразователя 5 напряжение — частота, блок 10 интегрирования, второй преобразователь 11 напряжение-частота и элемент ИЛИ 12.

Первый выход первого преобразователя

5 напряжение-частота подключен также к первым входам блока 10 интегрирования и элемента ИЛИ 12, а второй— к второму входу блока 10 интегрирования, выход последнего подключен через второй преобразователь 11 напряжение-частота к второму входу элемента ИЛИ 12, выход которого подключен к управляющему входу ключевого элемента 2.

23045 а

Преобразователь 5 напряжение-частота может быть выполнен, например, по схеме фиг. 2 и содержать.интегратор 13, выход которого подключен к двум параллельным цепям, каждая из которых содержит несимметричные релейные элементы 14 и 15 соединенные последовательно соответственно с одновибраторами 16 и 17, элемент ИЛИ

18, входы которого соединены соответственно с выходами несимметричных релейных элементов 14 и 15, а выходчерез одновибратор 19 к управляющему входу ключевого элемента 20, подключенного параллельно конденсатору 21 интегратора 13.

При использовании в качестве второго преобразователя 11 напряжениечастота интегрального однополярного частотно-импульсного модулятора,пре"

5 образователь 11 напряжение-частота может быть выполнен, например, также по схеме фиг. 2, но при исключении элементов 15, 17 и 18 и при непосредственном соединении выхода элемента

1ð 14 с входом одновибратора 19.

Система автоматической регистрации веса работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии взвешиваемого груза в весоизмерительном устройстве с датчика 4 перемещения в сумматор 7 поступает сигнал 0, который полностью компенсируется сигналом Ц с выхода задатчиг ка 8. Последний обеспечивает наст о ройку системы в нулевом положении, что позволяет производить периодическую коррекцию, необходимость которой может возникнуть, например, вследствие механического износа весоизмерительного устройства. Поскольку сигнал 0 на выходе сумматора 7 равен нулю, то сигнал на выходе блока 9 последовательной коррекции U также равен нулю. На выходе преобра30 зова еля 5 напряжение-частота отсутствуют импульсы. Соответственно равны нулю сигналы U, LI и 0 на выь -г ходах соответственно блока 10 интегрирования, второго преобразователя

11 напряжение-частота и элемента ИЛИ

12. Ключевой элемент 2 находится в разомкнутом состоянии и в компенсационную катушку 1 ток от источника

3 не поступает. Под воздействием силы веса F груза происходит перемещение механической системы весоизмерительного устройства, которое регистрируется датчиком 4 перемещения.

На выходе сумматора 7 возникает сигнал рассогласования, равный разности

45 между нулевым и действительным значением перемещения механической системы с учетом заданного масштаба.

Сигнал рассогласования U поступает через блок 9 последовательной коррек о ции (сигнал Uö на выходе блока 9 последовательной коррекции) на вход первого преобразователя 5 напряжение-частота. Структура блока последовательной коррекции определяется динамическими характеристиками системы и, в том числе, динамическими характеристиками механической системы весоизмерительного устройства. В

3 1223045 4 простейшем случае блок последователь- ность, вследствие чего импульсы в нои коррекции может представлять преобразователе 5 формируются однособой усилитель напряжения, исполь- вибратором 17. В целом частотно-имзуемый для настройки общего коэффи- пульсный модулятор образует пропорциента усиления следящей системы. циональный блок с погрешностью приб5

Так как предлагаемая цифровая сис- лижения, определяемой длительностью тема автоматической регистрации веса импульса и величиной ступеньки кванявляется существенно нелинейной систе- тования, определяемой зоной нечувстмой из-за наличия частотно-импульс- вительности несимметричных релейных ной модуляции управляющего сигнала, 1О элементов 14 и 15. С соответствуюпри определенных характеристиках сис- щего выхода преобразователя 5 импультемы возможны автоколебания, умень- сы поступают на первый вход реверсившающие точность работы устройства. ного счетчика 6, где производится

Благодаря наличию блока 9 последова- их суммирование, на первый вход бло тельной коррекции эти режимы могут 1 ка 10 интегрирования и на первый быть исключены, например, при приме- вход элемента ИЛИ 12. Благодаря понении в его структуре псевдолинейных ступлению сигнала0 на первый

5 р ый вход корректирующих звеньев. С выхода бло- элемента ИЛИ 12 на выходе его возка 9 последовательной коррекции сиг- никает сигнал U, также представ8 нал U поступает на вход первого пре- >О ляющий собой последовательность имобразователя 5 напряжение-частота, пульсов, поступающих на управляющий преобразовывающего аналоговый сигнал вход ключевого элемента 2. Происхо0„ в последовательность модулирован- дит периодическое подключение комных по частоте и знаку импульсов. В пенсационной катушки 1 к источнику зависимости от знака рассогласования gg 3 тока вследствие чего происходит импульсы на выходе преобразователя 5 перемещение механической системы вепоявляются на его первом или втором соизмерительного устройства в нулевыходе. Частота импульсов на выходе вое полежение. преобразователя 5 пропорциональна В соответствии с описанной рабовеличине входного сигнала.

30 той элементов схемы в первоначал ый ьн

При выполнении.преобразователя 5 момент управления происходит по пропо схеме фиг. 2 его работа осуществ- порциональному закону, обеспечиваюляется следующим образом. щему быстродействие системы. Одноходной сигнал U„ поступает на временно сигнал 0 поступает а вход вход интегратора 13 и интегрируется, блока 10 интегрирования, на выходе р достижении сигналом на выходе которого возникает напряжени U, интегратора величины,.определяемой поступающее .на вход второго.преобранастройкой зоны нечувствительности зователя 11 напряжение-частота Сигсоответствующего по полярности сиг- нал 0 преобразуется преобразованала Ц несимметричного релейного эле- телем 11 в последовательность им

«40 ь импульмента 14 или 15, последний срабатыва- сов 0»-- также поступающих на элеет, формируя на выходе кусочно-пос- мент ИЛИ 12. Последовательное вклютоянный сигнал, по переднему фронту чение блока 10 интегрирования и прекоторого осуществляется запуск соот- . образователя 11 напряжение-частота ветствующего одновибратора 16 или 17, образует интегральный канал регулироа также одновибратора 19 благодаря вания, обеспечивающий отсутствие стапрохождению сигналов 0„ или 0„, че- тической ошибки в работе системы. рез элемент ИЛИ 18 (сигнал U, на вы- При изменении знака сигнала Uö на ходе элемента ИЛИ 18) на вход одно- входе преобразователя 5 при переходвибратора. Одновибраторы 16 и 17 фор- ном процессе, начинают формироваться мируют импульсы, длительность которых импульсы U на втором выходе преобопределяется заданным коэффициентом разователя 5 поступающи р и

\ я, поступающие на второй усиления и требуемой точностью вход реверсивного счетчика 6 импульизмерения веса г за. В пе ру первоначаль- сов, которые вычитаются иэ предыдуный момент времени до первого момен- щей суммы ще суммы, а также на второй вход та времени когда после воз ейс действия блока 10 интегрирования, вызывая

55 веса С„ груза механическая система уменьшение по абсолютной величине впервые занимает нулевое положение, сигнала 0 на его выходе. Описанный сигнал О имеет положительную полярпроцесс повторяется до тех пор, пока

1223045

SHMMIIH Заказ 1701/42 Тираж 705 Подписное

Филиап ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 система не приходит в состояние равновесия, при котором сигнал 0 на вы ходе сумматора равен нулю, а сила веса груза Г полностью компенсирует-.

1 ся под воздействием"компенсационной, катушки 1, в которую поступает последовательность электрических импульсов постоянной частоты. Поскольку частота импульсов Г, поступающих в компенсационную катушку, про-. порциональна напряжению U на выходе блока 10 интегрирования, а напряжение U пропорционально количеству ь импульсов, зарегистрированных реверсивным счетчиком 6, то записанное число импульсов в счетчике 6 пропор ционально весу груза. Точность регистрации веса определяется параметрами компенсационной катушки, парамет.рами источника тока, а также длительностью импульсов U, поступающих на управляющий вход ключевого элео мента 2.

Технико-.экономическая эффективность изобретения заключается в повышении быстродействия системы регистрации веса.

Формула изобретения

1. Цифровая система автоматической регистрации веса, содержащая компенсационную катушку, подключенную через ключевой элемент к источнику тока, датчик перемещений и первый преобразователь напряжение— частота, выходы которого подключены к входам реверсивного счетчика им- . пульсов, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия, в нее. введены сумматор, первый вход которого подключен к выходу датчика перемещения, задатIp чик, выход которого подключен к второму входу сумматора, блок последовательной коррекции, вход которого подключен к выходу сумматора, а выход — к входу первого преобразовате15 ля напряжение — частота, блок интегрирования, второй преобразователь напряжение — частота и элемент ИЛИ, причем первый выход первого преобразователя напряжение-частота дополнительно подключен к первым входам блока интегрирования и элемента HJIH, а второй — к второму входу блока интегрирования, выход блока интегрирования подключен через второй пре25 образователь напряжение-частота к второму входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу ключевого элемента.

2. Система по п.1, о т л и ч а ю 3О щ а я с я тем, что первый преобразователь напряжение — частота выполнен в виде интегрального двухполярного частотно-импульсного модулятора, а второй преобразователь напря35 жение — частота - в виде интегрального однополярного частотно-импульсного модулятора.