Электромагнитные весы

 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и позволяет расширить динамический диапазон измерений в область малых масс. В сквозном центральном отверстии основной чашки 3 через упоры 4 установлена в подпятниках 5 дополнительная грузоприемная чашка 1. Размещенный -на воздействует на податливые консоли 6, прогиб которых преобразуется фотодиодом 15 датчика абсо-. лютного перемеш;ения консоли в электрический сигнал. Создаваемое с помощью катушки силовой компенсации усилие уравновешивает массу груза. Устройство переключения обеспечивает требуемый режим работы весов. 2 ил. 9 8 7 6 5 2 ; 4s /y//Z////////////7/y Y/////// 7/A /y7y. XXN N N ч /5 // /J (Л 2 ; ////////////7/y У/,У/////////7///А Y/////// 7/A /y7y./J -f /7////Y////y//y//y / со ел 00 ГС IS. N fpuz.1 17

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (д 4 G 01 G 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3953557/24-10 (22) 13.09 ° 85 (46) 07.06.87. Бюл, Р 21 (7 1) Ленинградский политехнический институт им. M.È. Калинина (72) В.Е. Евдокимов, В.С. Моисейченко, Л.К. Рукина и В,M. Трофимов (53) 681.269 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 851106, кл. G 01 G 7/04, 06.11.79.

Авторское свидетельство СССР

N - 1107000, кл. G oi G 7/04, 1984. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВЕСЫ (57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике и позвоÄÄSUÄÄ 1315820 А1 ляет расширить динамический диапазон измерений в область малых масс. В сквозном центральном отверстии основной чашки 3 через упоры 4 установлена в подпятниках 5 дополнительная грузоприемная чашка 1. Размещенный .на ней груз воздействует на податливые консоли 6, прогиб которых преобразуется фотодиодом 15 датчика абсо- . лютного перемещения консоли в электрический сигнал. Создаваемое с помощью катушки силовой компенсации усилие уравновешивает массу груза.

Устройство переключения обеспечивает требуемый режим работы весов. 2 ил.

131

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может найти широкое применение для точного измерения веса различных грузов, Целью изобретения является расширение динамического диапазона измерения в область измерения малых масс, На фиг. 1 представлена конструкция весов; на фиг, 2 — структурная схема весов.

Весы содержат дополнительную чашку 1 и крышку 2. Чашка 1 установлена в проточку основной грузоприемной чашки 3 и через упоры 4 в подпятники 5, запрессованные на конце податливой консоли 6, Грузоприемная чашка 3 через упоры 7 установлена в подпятниках 8 на жесткой консоли 9. С податливой консолью жестко соединена катушка 10 силовой компенсации, с жесткой — консольно-магнитная система 11 компенсатора, которая фиксируется с помощью упора 12 и винта 13 емкостного датчика 14 взаимного перемещения консолей, а на конце податливой консоли установлен фотодиод 15 датчика абсолютного перемещения податливой консоли, Консоли 6 и 9 жестко соединены между собой и скреплены с помощью опорной втулки 16 с неподвижным основанием 17.

Груз Р„ устанавливается на чашку 1 (при малой массе) или на крышку 2 с грузоприемной чашкой 3 (при большой массе). E первом случае консоли 9 и магнитные системы 11 зафиксированы, и сила тяжести Р„ груза воздействует только на податливые консоли 6 и уравновешивается компенсирующим усилием

F Некомпенсация gF вызывает прогиб консоли Хб (фиг, 2), который преобразуется фотодиодом 15 датчика абсолютного перемещения консоли в электрический сигнал U, 1

Синхронно переключаемый ключ 18 находится в положении, при котором контакты 19 замкнуты, контакты 20 разомкнуты, и сигнал U, поступает на один из входов усилителя 21 с коэффициентом усиления К,, Выходной ток усилителя I поступает в катушки

10 силовой компенсации и создает компенсирующие усилия Рк,, уравновешивающие вес Р„ груза (связь показана пунктиром).

При больших значениях измеряемого веса Р„ груза он воздействует на расфиксированные жесткие консоли 9, которые прогибаются на величину Х.

5820 2 Емкостный датчик 14 взаимного перемещения Х6 консолей преобразует последнее в электрический сигнал Ux (фиг. 2). При измерении больших масс ключ 18 находится в положении, при котором контакты 20 замкнуты, а контакты 19 разомкнуты, и сигнал U поступает на второй вход усилителя 21 с коэффициентом усиления К . Выход/

1О ной ток I усилителя поступает в катушки 10 силовой компенсации, которые создают усилия F . Последние воздействуют на податливую консоль и вызывают ее перемещение Х„, компенси"

15 рующее входные перемещения Х.

Выходной: ток I преобразуется с помощью аналого-цифрового преобразователя (ЛЦП) 22 в цифровой отсчет.

Весы работают следующим образом.

20 В зависимости от значения массы измеряемых грузов весы работают в одном из двух режимов: в компенсационном при измерении малых масс или в режиме упругого масштабирования (с входным делителем силы) при измеренин больших мас.с. Когда заблаговременно известно, что измеряемая масса не превышает номинального значения компенсирующего усилия, оператор уста3О навливает переключатель 18 в положение, при котором контакты 19 замкнуты, крышка 2 снята, стопорные винты 13 фиксации магнитных систем ввинчены до упоров 12, и на чашку 1

З5 устанавливается измеряемый груз Р„, Усилие Р„ нагружает только систему трех податливых консолей 6 и в зависимости от месторасположения груза на чашке распределяется соответствуyg ющим образом на консоли так, что

Є— Р„+ Р„+ Р„, Усилия Р, Р„ и Р„ уравновешиваются соответству9 ющими усилиями катушек 10 магнитоэлектрических компенсаторов F F

4 и F„ . Некомпенсация gF„ (4F, hF ) воздействует на податливую консоль, вызывая ее прогиб Х, преобразующийся фотодиодом 15 датчика абсолютного перемещения консоли в электричес 0 кий сигнал U„, который усиливается усилителем 2 1 и преобразуется в ток

1„, создающий компенсирующие усилия 0вотхз 9 где 0 длина виткову

g5  — индукция, При коэффициенте преобразования разомкнутой системы К 3 100 с достаточной точностью Р = F P = F

x „ х и Р, = Г или Р„F = ?.,Б (IÄ +

1315820

Составитель Н. Иванов

Редактор О. Юрковецкая Техред, М.Ходанич

Корректор И.Муска

Заказ 2346/43 Тираж 693

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

+ IÄ + I„) = Ь В I„, Где Lo — длина активнйх витков катушек 10; В индукция в зазоре магнитных систем.

При измерении больших масс, превышающих номинальное компенсирующее значение, переключатель 18 устанавливается во второе положение, на грузоприемную чашку устанавливается крышка 2, и стопорные винты 13 опускаются. Груз Р„ устанавливается на крышку грузоприемной чашки 3, и усилие Р„ нагружает систему жестких консолей 9, распределяясь между ними

TBK ю %To Ps Px + Px + Px °

"1 2 9

Рк, Р„ и Р„ вызывают прогибы

1 "I 3 консолей, которые емкостным датчиком

14 взаимного перемещения преобразуют. ся в электрический сигнал U„ . Напряжение Ux усиливается усилителем

21 и преобразуется в ток Ix который поступает в катушки 10 и создает усилия F„= LOВ,Iк, вызывающие прогибы податливых консолей с жесткостями с,, с и с . Перемещения Хк, Хк и Хк уравновешивают входные перемещения

Х,, Х и Х в авт окомпенсационной системе. При достаточно большом значении (К ) 50 можно считать, что

Рх, ХХ X=X иХ=Х или

1 к!9 z к ъ к2 с

Ф ь,в,т„ с< — тогда P = (1 + --)LВ I . с х ео ! 2

При измерении на малом пределе веса грузов, значение которых превышает номинальный уровень малого предела измерения, АЦП сигнализирует об этом превышении, в соответствии с— чем оператор должен установить крыш- .ку на грузоприемной чашке и переключить ключ 18 в соответствующее положение. формула изобретения

Электромагнитные весы, содержащие грузоприемную чашку с упорами, два упругих подвеса с различной жесткостью, три электромагнитных компенсатора, магнитные системы которых соединены с упругим подвесом большей

15 жесткости, датчики взаимного перемещения и три электрические схемы уравновешивания, состоящие из преобразователей перемещения, усилителей и сумматора тока, соединенных последовательно, о т л и ч а ю щ и е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения, на упругом подвесе меньшей жесткости установлена дополнительная грузоприемная чашка и датчики абсолютного перемещения этого подвеса, при этом дополнительная грузоподъемная чашка установлена в сквозном центральном отверстии с круговой периферийной проточкой, выполненном в основной грузоприемной чашке, упругие подвесы изолированы друг от друга и подключены в измерительную цепь, образуя емкостной датчик взаимного перемещения, причем оба

31 датчика перемещения соединены с входом усилителя через устройство переключения.