Тензометрические весы

 

Изобретение относится к весоизмерительной технике. Цель изобретения - повьппение точности. Под действием нагрузки мост тензодатчика 1 разбалансируется так, что напряжение на входе повторителя 4 уменьшится, обеспечивая уменьшение выходного напряжения сумматора 14, что приведет к протеканию тока в обмотке 23 в направлении от повторителя 21 к повторителю 22, из-за чего D-вход триггера 26 окажется под напряжением логического нуля. Когда выходное напряжение повторителя 4 достигнет выходного уровня сумматора 14, обмотка 23 обесточится, что приведет к переводу в режим Вычитание счетчика 7 и рост его показаний прекратится. В счетчике 7 создается цифровая копия степени нагружения тензодатчика 1, т.е. осуществляется взвешивание. 1 ил. X (Л 00 а 1 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6 ЛИН ((9) SU(II) 673 А1 (5! ) 4 G 01 G 23/36

3С К А мУ,, :„1% 3 ", 13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4058696/24-10 (22) 18.04.86 (46) 15.09.87. Бюл. Р 34 (71) Одесский электротехнический институт связи им. А.С.Попова и Запорожский металлургический комбинат "Запорожсталь" им. С.Орджоникидзе (72) Е.M.Âîðoáüåâà, А.В.Гребенюков, Е.А.Дашевский, В.Д.Иванченко, В.А.Окунь, И.П.Панфилов, И.В.Павлич, B.Ã.Ðàýäîáàðîâ и В.А.Сыромясский (53) 681.269(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11) 932272, кл. G 01 G 23/36, 1980.

Фолкенберри Л. Применение операционных усилителей и линейных ИС.

M.: MHP, 1985, с. 52, 388-399, рис. 11.30. (54) ТЕНЗОИЕТРИЧЕСКИЕ ВЕСЫ (57) Изобретение относится к весоизмерительной технике. Цель изобретения — повышение точности. Под действием нагрузки мост тензодатчика 1 разбалансируется так, что напряжение на входе повторителя 4 уменьшится, обеспечивая уменьшение выходного напряжения сумматора 14, что приведет к протеканию тока в обмотке 23 в направлении от повторителя 21 к повторителю 22, из-за чего D-вход триггера 26 окажется под напряжением логического нуля. Когда выходное напряжение повторителя 4 достигнет выходного уровня сумматора 14, обмотка 23 обесточится, что приведет к переводу в режим "Вычитание" счетчика 7 и рост его показаний прекратится. В счетчике 7 создается цифровая копия степени нагружения тензодатчика 1, т.е. осуществляется взвешивание.

1 ил.

13376

Изобретение относится к весоиэме-рительной технике.

Пель изобретения — повышение точности, ()

На чертеже показана структурная схема тенэометрических весов.

Тенэометрические весы содержат резистивный мостовой тензодатчик 1, источник 2 постоянного напряжения, подключенный к одной из диагоналей моста тензодатчика l первый и второй повторители 3 и 4, входы которых подключены к другой диагонали тензодатчика 1, и аналого-цифровой преобразователь, содержащий нуль-орган 5 с усилителем Ь переменного тока и реверсивный счетчик 7, выходы которого через первый 8 и второй 9 каскадно соединенные инверторы связаны с ключами 10, каждый иэ которых выполнен в виде первого 11 и второго 1? транзисторов, эмиттеры которых объединены и подключены к входам квантователя 13, а базы соединены соответ- 25 ственно с выходами инверторов.

Выходы первого 3 и второго 4 повторителей подключены соответственно к первым входам аналоговых сумматоров 14 и 15, вторые входы которьгхrîäêëþ÷åíû соответственно к выходам квантователя 13 и первого потенциометра 16, запитанного от источника

2 совместно с вторым потенциометром

17 и делителем 18 напряжения, выходы

35 которых через третий 19 и четвертый

20 повторители связаны с коллекторами соответственно первого ll и второго 12 транзисторов, а выходы аналоговых сумматоров 14 и 15 через пятый

21 и шестой 22 повторители связаны с входами нуль-органа 5, выполненного в виде трансформатора, разноименные выводы первичной обмотки 23 которого подключены к выходам соответственно пятого 21 и шестого 22 повторителей, входы питания которых соединены с выходом усилителя 24 постоянного тока, а вторичная обмотка 25 через усилитель 6 переменного тока

50 связана с D-входом триггера 26, выход которого соединен с входом реверсирования счетчика 7, причем каскадно соединены первый генератор 27, схема И 28 и третий инвертор 29, вход и выход которого соединены соответ-

55 ственно с входом С синхронизации триггера 26 и счетным входом счетчика 7, а выход дополнительного гене73 2 ратора 30 подключен к входу усилителя 24 постоянного тока и второму входу схемы И 28.

Триггер 26, схема И 28, инвертор

29 и генератор 30 обеспечивают счет импульсов и реверсированние счета с разносом во времени для исключения сбоев счетчика 7, а также только в моменты подачи напряжения питания на повторители 21 и 22.

Тензометрические весы работают следующим образом.

В отсутствие взвешиваемого объекта мост тензодатчика 1 практически сбалансирован, из-за чего выходные напряжения повторителей 3 и 4 близки.

Начальный разбаланс тензодатчика

1, обусловленный, например, действием тары весов, компенсируется посредством потенциометра 16.

В исходном (нулевом) состоянии счетчика 7 выходные напряжения его цифровых выходов должны быть единичными, при этом в ключах 10 транзисторы 11 заперты, а транзисторы 12 отперты и пропускают ко всем входам квантователя 13 выходное напряжение повторителя 20, которое посредством делителя 18 подбирается равным половинному напряжению источника питания.

Поскольку под таким напряжением в режиме баланса моста тензодатчика

1 находятся входы и выходы повторителей 3 и 4, то выходные напряжения сумматоров 14 и 15 равновелики.

Нулевые показания счетчика 7 в отсутствие взвешиваемого объекта обеспечиваются следующим образом.

С каждым импульсом генератора 30 усилитель 24 постоянного тока подает напряжение питания на повторители 21 и 22, одновременно посредством схемы

И 28 подавая импульсы от генератора

27 на вход С триггера 26 и через инвертор 29 — на счетный вход счетчика 7.

Так как выходные напряжения сумматоров 14 и 15 равны, выходы повторителей 21 и 22 эквипотенциальны, изза чего ток в первичной обмотке 23 трансформатора не протекает. Следовательно, выходное напряжение вторичной обмотки равно нулю, благодаря чему на выходе усилителя переменного тока 6 действует напряжение логического нуля.

13376

Триггер 26 устанавливается в нулевое положение, обеспечивающее режим "Сложение" счетчика 7.

С первым же импульсом поступив1

5 шим в счетчик 7 посредством инверторов 8 и 9, транзистор 11 отопрется, а транзистор 12 закроется, обеспечив тем самым подачу на вход квантователя 13 напряжения более высокого уров- !О ня, так как выходное напряжение повторителя 19 должно быть вьш е повторителя 20, что обеспечивается посредством потенциометра 17, определяющего масштаб шкалы. 15

Напряжение на выходе сумматора 14 увеличивается, а на выходе сумматора

15 останется неизменным. Такое же соотношение напряжений будет на выходах повторителей 21 и 22 в моменты подачи на их входы питания напряжения от усилителя 24 постоянного тока.

В указанные моменты через первичную обмотку 23 протекает ток в направлении от повторителя 22 к понторителю 21, в результате чего во вторичной обмотке 25 возникает импульсное напряжение с полярностью, обеспечивающей единичное напряжение на

D-входе триггера 26. Последний еди- Зо ничным перепадом по входу С переводится в единичное состояние, переводя тем самым счетчик 7 в режим "Вычитание . Спустя полпериода напряжения генератора 27 единичный перепад

35 возникнет на выходе инвертора 29, вычтя единицу из числа, записанного в счетчик 7, возвратив его в нулевое состояние.

Так отслеживается нулевая нагруэ- 40 ка на тензодатчик 1, т.е. показания счетчика равны нулю, если первый разряд не индицировать.

При воздействии нагрузки на тенэодатчик 1 происходит ее измерение сле45 дующим образом.

Под действием нагрузки мост тензодатчика 1 разбалансируется так, что напряжение на входе повторителя 4 уменьшится, обеспечивая уменьшение выходного напряжения сумматора 14, что приведет в результате к протеканию тока в первичной обмотке 23 в направлении от повторителя 21 к повторителю 22, из-за чего D-вход тригге55 ра 26 окажется под напряжением логического нуля.

Импульсы, поступающие с выхода схемы И 28 по входу С удерживают

73 триггер 26 в нулевом состоянии, обеспечивая режим "Сложение" счетчика 7.

С каждым импульсом, записанным в счетчик 7, последний посредством ключей 10 увеличивает выходное напряжение квантователя, которое в сумматоре 14 компенсирует уменьшение выходного напряжения повторителя 4, вызванное действием нагрузки.

Когда выходное напряжение повторителя 4 достигнет выходного уровня сумматора 14, обмотка 23 обесточится, что приведет к переводу в режим 1 Вычитание" счетчика 7 и рост его показаний прекратится.

Таким образом, в счетчике 7 создается цифровая копия степени нагружения тенэометрического датчика, т.е. осуществляется взвешивание. формула изобретения

Тенэометрические весы, содержащие резистивный мостовой тенэодатчик, одна диагональ которого подключена к источнику постоянного напряжения, а другая — к входам первого и второго повторителей, аналого-цифровой преобразователь с нуль-органом, делителем напряжения, генератором и реверсивным счетчиком, выходы которого подключены к и цепочкам, каждая из которых состоит иэ двух последовательно соединенных инверторов, выходы каждого инвертора соединены с базами транзисторов, попарно образующих ключи, выходы которых, образованные объединенными змиттерами этих транзисторов, подключены к входам квантователя, и два потенциометра, о т л и ч а ю щ и е с я тем, что, с целью повышения точности, в них введены два аналоговых сумматора, третий, четвертый, пятый и шестой повторители, усилитель постоянного тока, триггер, дополнительный генератор, схема И и третий инвертор, а нуль-орган выполнен в виде трансф >рматора, причем выходы первого и второго повторителей подключены к первым входам соответственно первого и второго аналоговых сумматоров, второй вход первого аналогового сумматора соединен с выходом квантователя, а второй вход второго аналогового сумматора соединен с выходом первого потенциометра, который подключен к источнику постоянного напряжения, 1337

Составитель В, Ширшов

Редактор М. Петрова Техред Л.Олейник Корректор М. Шароши

Заказ 4118/36

Тираж 693 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 совместно с вторым потенциометром и делителем напряжения, выходы которых через третий и четвертый повторители соединены с коллекторами соответст5 венно первого и второго транзисторов, образующих ключи, а выходы аналоговых сумматоров подключены к одним входам пятого и шестого повторителей, другие входы и выходы которых подклю-1О чены к концам первичной обмотки трансформатора, вторичная обмотка которого через усилитель переменного

673 е тока подключена к D-входу триггера, генератор подключен к одному входу схемы И, а дополнительный генератор— к другому входу схемы И и входу усилителя постоянного тока, выход которого соединен с входами питания плтого и шестого повторителей, выход схемы И подключен к С-входу триггера н через третий инвертор — к счетному входу реверсивного счетчика, управляющий вход которого соединен с выходом триггера.