Устройство для дозирования

 

Изобретение относится к весоизмерительной технике и позволяет повысить надежность измерения. При самовозбуждении устройства на выходе триггера 10 формируются прямоугольные импульсы, дифференцируемые элементами 20 и 21. На выходе инвертора 22 формируются нормированные прямоугольные импульсы, которые через резистор 28 и диод 29 поступают на конденсатор 33. Логическая единица с выхода инвертора 23 через резистор 26 и диод 27 осуществляет подзаряд конденсатора 33, что позволяет непрерывно подтверждать сигнал единицы на выходе инвертора 25 и тем самым фиксировать триггер 10 в состоянии окончания взвешивания. Возврат частотно-избирательного зле-. мента 19 в исходное состояние осуществляется открытием транзисторного ключа 34 по сигналу с блока 18 управления. Конденсатор 33 разряжается , на выходе инвертора 23 восстанавливается сигнал нуля и подзарядка конденсатора 33 прекращается. Диоды 27 и 29 служат для развязки сигнала заряда конденсатора 33. Частотноизбирательный элемент 19 выполняет функцию устранения последствия неза§ (Л с Ч м

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А2 (51) 4 С 01 5 13/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

) э

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 673861 (21) 3849481/24-10 (22) 30.01.85 (46) 07.09.86. Бюл. № 33 (7i) Горьковский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-строитель- ный институт им. В.П.Чкалова (72) В.А. Вахламов и Н.М. Плотников (53) 618.621(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 673861, кл. G 01 G 13/28, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к весоизмерительной технике и позволяет повысить надежность измерения. При самовозбуждении устройства на выходе триггера 10 формируются прямоугольные импульсы, дифференцируемые элементами 20 и 21. На выходе инвертора

22 формируются нормированные прямоугольные импульсы, которые через резистор 28 и диод 29 поступают на конденсатор 33. Логическая единица с выхода ннвертора 23 через резистор 26 и диод 27 осуществляет подзаряд конденсатора 33, что позволяет непрерывно подтверждать сигнал единицы на выходе инвертора 25 и тем самым фиксирова-ь триггер 10 в состоянии окончания взвешивания. Возврат частотно-избирательного эле-. мента 19 в исходное состояние осуществляется открытием транзисторного ключа 34 но сигналу с блока 18 управления. Конденсатор 33 разряжается, на выходе инвертора 23 восстанавливается сигнал нуля и подзарядка конденсатора 33 прекращается. Диоды

27 и 29 служат для развязки сигнала заряда конденсатора 33. Частотноизбирательный элемент 19 выполняет функцию устранения последствия неза1255869 тухающих колебаний при самовозбуждении устройства и позволяет исключить автоколебания на границе сравнения

Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к устройствам дпя дозирования компонентов смеси, например бетонных сме.— сей, и является усовершенствованием известного устройства для дозирования по авт.св. 1<"- 673861.

Известно устройство для дозирования, содержащее питатель и накопитель дозатора, сельсин-датчик, дат- 10 чик скорости дозирования, блок динамической коррекции, пять формирователей импульсов, источник питания

IK-триггер, два элемента И, RS-триггер,фазовращатель задатчика дозы,ин- 15 дикатор задания дозы„ индикатор текущего значения массы дозы и блок управления.

Ротор сельсин-датчика связан с осью стрелки индикатора дозы накопи- 20 теля доэатора. С этой же осью связан датчик скорости дозирования, выход которого соединен с первым входом блока динамической коррекции. Второй вход этого блока соединен с ротором сельсин-датчика, а первый выход с входом первого формирователя импульсов. Фазовращатель задатчика дозы соединен с вторым формирователем импульсов, связанным с индика- 3<< тором задания дозы. Первый и второй выходы блока управления связаны соответственно с питателем и накопителем дозатора. Установочный вход RSтриггера соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого подключен к выходу четвертого формирователя импульсов. Вход четвертого формирователя импульсов подключен к второму выходу блока динамической 4g коррекции, а вгорой вход первого элемента И связан с. выходом третьего формирователя импульсов, вход которого соединен с источником питания, подключенным анже к входу пятого 45 формирователя импуль< ов, выход которого связан с ии: рным входом второг«

Бэ нешива смой J<<) зь! < зада н <<ой . И зоб ретенпе дополнителт,иое к основному авт.св. Л " 673861. 3 ил. элемента И и с первым и вторым входами IK-триг "cpa. Выход второго элемента И подключен к входу сброса

RS-триггера. Четвертый и пятый входы IK-триггера связаны соответственно с прямым и инверсным выходами второго формирователя импульсов, а инверсный выход IK-триггера соединен с входом блока управления.

Целью изобретения является повышение надежности измерения за счет исключения автоколебаний в устройстве на границе сравнения взвешиваемой дозы с заданной.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для дозирования; на фиг.2 — осциллограммы сигналов элементов устройства, на фиг.3 схема частотно-избирательного элемента, входящего в состав устройства для доэирования.

Устройство для доэирования (фиг.1) содержит дозатор 1, сельсиндатчик 2, датчик 3 скорости дозирования, блок 4 динамической коррекции, г первый 5 формирователь импульсов, четвертый и пятый формирователи

6 и 7 импульсов, источник 8 питания, третий формирователь 9 импульсов, IK-триггер 10, элементы И 11 и 12, RS-триггер 13, второй формирователь

14 импульсов, фаэовращатель 15 задатчика дозы, индикатор 16 задания дозы, индикатор 17 текущего значения массы .дозы, блок 18 управления и частотно-избирательный элемент 19.

Частотно-избирательный элемент

19 (фиг.3) состоит из,цифференцирующей цепи, выполненной »а конденсаторе 20 и резисторе 21, двух инверторов 22, трех инверторов 23-25, резистора 26, диода 27, резистора 28, диода ?9, эмиттерного повчорителя, выполненного на двух транзисторах

30 и 31 и резисторе 32, заряпного конденсатора 33 и транзи< тори<и о ключа 34.

1255869

Дифференцирующая цепь 20 и 21, подключенная своим входом к инверсному выходу триггера 10, связана через два инвертора 22 и резистор 28 с анодом диода 29. Катоды диодов 5

27 и 29 объединены и соединены с положительным входом зарядного конденсатора 33, входом эмиттерного повторителя 30-32 и эмиттером транзисторного ключа 34. Коллектор ключа 34 соединен с отрицательным входом зарядного конденсатора 33, а база — с третьим выходом блока 18 управления. Выход эмиттерного повторителя 30-32 соединен с входом инвертора 25, выход которого подключен к входам инверторов 23 и 24.

Выход инвертора 24 соединен с установочным входом триггера 10, а выход инвертора 23 через. резистор 26 связан с анодом диода 27.

Устройство работает следующим образом.

Угловое положение стрелки индикатора дозы накопителя дозатора 1 преобразуется сельсин-датчиком 2, работающим в режиме многофазного индукционного фазовращателя, в напряжение, фаза которого пропорциональна углу поворота стрелки весов, формировательЗО

5 импульсов образует последовательность импульсов, фазовый сдвиг которых определяется фазовым сдвигом напряжения однофазной обмотки ротора сельсин-датчика 2 относительно фазы опорного напряжения сети.

Задание дозы устанавливается по индикатору 16 задания дозы резисторным многофазным фазовращателем 15, фаза напряжения которого пропорцио — 40 нальна угловому положению движка переменного резистора фазовращателя.

Напряжение с фазовращателя 15 поступает на вход формирователя 14 импульсов задатчика дозы, который формирует последовательность прямоугольных импульсов, длительность которых определяется фазовым сдвигом напряжения фазовращателя 14 относительно фазы опорного напряжения сети. 50

Остроконечные импульсы формирователя 5 импульсов и прямоугольные импульсы формирователя 14 импульсов поступают на соответствующие входы (4-й и 5 — й) триггера 10.

Уровни и фазы сигналов элементов устройства иллюстрируются фиг.2, на которой показаны осциллограммы сигнала опорного напряжения Uo на выходе формирователя 9 и синхронизированного с ним блокировочного сигнала

Б на выходе формирователя 7, сигнала текущего значения массы U и синЩ хронизированного с ним блокировочного сигнала U> соответственно на м выходах формирователей 5 и 6, сигнала формирователя 14 импульсов эадатчика дозы (прямой U и инверсный

Бц ), сигнала триггера 13 текущего значения массы U и сигнала управления триггера 10 дозы U, Если текущее значение массы, определяемое положением импульса U<, меньше массы, заданной сигналом U (фиг.2,а), то на вход I-триггера 10 подается низкий уровень Пц,,a на вход К вЂ” высокий уровень U . ТригЦЫ гер 10 выдает сигнал о продолжении дозирования.

При достижении дозы, равной заданной (фиг.2,б), на вход I триггера 10 подается высокий уровень П а на вход K — низкий уровень Uöц, и под действием импульса U по входу С триггер 10 опрокидывается и выдает сигнал U, íà блок 18 управления о прекращении дозирования.

Оперативный контроль текущего значения массы отвешиваемого компонента осуществляется по индикатору

17, включенному на основной и инверсный выходы триггера 13.

Угол отклонения стрелки индикатора 17 определяется длительностью импульса U», формируемого триггером 13 под воздействием выходных импульсов И 11 и 12.

В режиме отвешивания моменты начала и конца формирования сигнала

U Ä определяются моментами поступления импульсов U u U соответственно на входы S u R триггера 13.

Для устранения ложных срабатываний блока 18 управления и ложных показаний индикатора 17 при инерционных выбегах весоизмерительной системы за значения углов поворота 360 и 0, когда ротор сельсин-датчика

2 переходит границу магнитной оси статора, устройство снабжено бесконтактной блокировкой. Триггер 10 в состояниях "Вес" и "Нуль" блокирует- . ся одновременной подачей на входы

I и К импульса Б, который своим низким уровнем фиксирует требуемое состояние триггера 10 (фиг.2,в,г).

1255869

21

Сигнал блокировки может регулироваться как по фазе„ так и по длительности.

Индикаторный прибор 17 по максимуму блокируется низким уровнем сигнала Ug,, при этом сигналы U не проходят на вход R-триггера 13 (фиг.2,в).

Аналогично в состоянии "Нуль" прибора 17 импульсы U не проходят через элемент И 11 за счет действия низких уровней импульсов U>„, (фиг.2,г).

Природа возникновения незатухающих колебаний в зоне сравнения устройства заключается в следующем.

Прекращение процесса дозирования по сигналу триггера 10, как показывает практика промьшгленной эксплуата-ции дискретных систем, возможно на границе совпадения фронтов импульсов и UI>, и малейшие флуктуации, механические вибрации, всегда имеющие место при работе тяжелого оборудования бетоносмесительных цехов, являются причиной периодического расхождения и соприкОсновения фронтов импульсов.

Кроме того, при работе транзисторного ключа, упра»г,яемого триггером 10 HB индуктквн >НО нагpузку (э>яектромагнитное реле) имеет место влияние изменяющегося тока намагничиванчя на временные параметры включения и выключения триггера 10.

В результате триггер l0 самовоз- буждается и переходит в режим работы генератора незатухающих колебаний с частото" 50 Гц и выше. С такой же частотой поступают сигналы на блок управления. При самовозбуждении устройства в зоне сравнения имеет место отказ устойчивого сравнения текущего значения массы с заданным.

В результате наступает неопределенное со тояние, характеризуемое отсутствием сигналов как на продолжен>ле дозирования, так и на окончание дозирования, и цикл взвешивантля не завершается.

Частотно-избирательный элем нт

19 позволяет фиксировать вознлкновение состояния самовозбуждения системы и сформировать сигнал для перевода три гера 10 в устойчивое состояние окончания дозирования.

Частотно-избирательный элемент

19 (фиг.3) работает следующим обраф

При самовозбужденки устройства в зоне сравнения на прямом выходе триггера 10 формируется последова— тельность прямоугольных импульсов.

Импульсы дифференцируются элементами

20 и 21. В результате на выходе кнвертора 22 формируется последовательность нормированных прямоугольных импульсов, длительность которых определяется постоянной времени дифференцируюшей цепи 20 к 21, а частота следования — частотой опрокидываний триггера 10. Нормированные импульсы через резистор 28 и диод 29 поступают на конденсатор 33. Посто-, янная времени этой цепи подбирается таким образом, что по истечении времени около 3 с конденсатор 33 за— ряжается до напряжения, которое после усиления эмиттерным повторителем

30-32 оказывается равным пороговому напряжению срабатывания инвертора

75. Логический нуль с выхода инвертора 25 подается одновременно на вхо-, ды инверторов 23 к 24. Логическая единица с выхода инвертора 24 переводит триггер 10 по установочному входу в состояние, соответствующее прекращению режима взвешивания.

Логическая единица с вьгхода инвертора 33 через резистор 2б и диод 27 осуществляет постоянный подзаряд конденсатора 33, что позволяет непрерывно подтверждать сигнал единицы на входе инвертора 25 и тем постоянно фиксировать триггер 10 в состоянии окончания взвешивания. Возврат элемента 19 в исходное состояние осуществляется открытием транзисторного ключа 34 по сигналу с третьего выхода блока 18 управления. При этом конденсатор 33 быстро разряжается, на выходе инвертора 23 восстанавливается сигнал нуля и подзаряд конденсатора 33 прекращается. Диоды

27 и 29 служат для развязки сигналов заряда и подзаряда конденсатора 33.

Кроме незатухающих колебаний частотой 50 Гц и выше, возникающих

IIpI определенных условиях на границе сравнения, в устройстве существуют собственные колебания частотой 0,82 Гц, обусловленные реакцией слабодемпфированной весоизмерительной системы на ударное истечение отвешиваемого компонента. Частотно-избирательный элемент 19 обеспечивает формкро1255869 вание сигнала на своем выходе при частоте входного сигнала 50 Гц и вьш е, но не реагирует на сигналы низкой частоты 0,8-2 Гц.

Если частота следования прямоугольных импульсов с триггера 10 равна 0,8-2 Гц, то с такой же частотой нормированные импульсы поступают на конденсатор 33, который не успевает заряжаться до порогового напряжения инвертора 25. Триггер 10 не блокируется в зоне сравнения, что позволяет оценить статическое состоя— ние устройства (отвешенную массу) после успокоения весоизмерительной 5 системы и закончить взвешивание с требуемой точностью.

Таким образом, частотно-избирательный элемент 19 выполняет функцию 20 устранения последствия незатухающих колебаний при самовозбуждении устройства, обеспечивая тем самым повышение надежности его функционирова25 ния.

Формула и з обретения

Устройство для дозирования по авт.св. Ф 673861, о т л и ч а ю— ч е е с я тем, что, с целью повы- ЗО шения надежности измерения, в него введен частотно-избирательный элемент, состояший иэ дифференцпрующей цепи, пяти инверторов, двух резисторов, двух диодов, зарядного конденсатора, эмиттерного повторителя, в виде двух транзисторов и резистора и транзисторного ключа, причем прямой выход IK-триггера соединен с входом дифференцирующей цепи, выход которой через первый и второй инверторы и первый резистор связан с анодом первого диода, катоды обоих диодов объединены и соединены с положительным входом зарядного конденсатора, входом эмиттерного повторителя и эмиттером транзисторного ключа, коллектор которого соединен с отрицательным входом зарядного конденсатора, а база — с третьим выходом блока управления, выход эмиттерного повторителя соединен с входом третьего инвертора, выход которого подключен к входам четвертого и пятого инверторов, выход четвертого инвертора соединен с установочным входом TK-триггера, а выход пятого инвертора через второй резистор связан с анодом второго диода.

1255869

3 Ч Т

=ь

Составитель С. Шакин

Текред И.Верес

Редактор В. Иванова

Корректор Л. Пилипенко

Заказ 4813/41 7ираж 705

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4j5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4