Автоматические весы

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение. точности, бЬ1стродействия и упрощение конструкции за счет ) устранения предварительного уравновешивания , временных задержек и последовательного перебора гирь. Коромысло 1, установленное с помощью призмы 2 на подушке 3, имеет подвеску 4 с грузоприемной чашкой 5, концевой bl8 (Л :& го о 4

СОЮЗ СОВЕТ СНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (S1) 4 6 01 С 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Il0 ÄÅËÀM ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4211584/24-10 (22) 19.03.87 (46) 30.11.88. Бюл. М 44 (71) Ленинградский завод "Госметр" (72) В.М.Трофимов, В.Л.Романов и E.È.Äåíüùèêoâ (53) 681.267,7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 365583, кл. С 01 С 23/36, 1971.

Авторское свидетельство СССР

У 1000771, кл. G 01 С 7/04, 1981.

ÄÄSUÄÄ 1441204 А 1

1 (54) АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЕСЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— повышение точности, бйстродействия и упрощение конструкции за счет устранения предварительного уравновешивания, временных задержек и последовательного перебора гирь. Коромыс-! ло 1, установленное с помощью призмы 2 на подушке 3, имеет подвеску 4 с гру .зоприемной чашкой 5, концевой

1441204 призмой 6, стрункой 7, планками 8 и

9 для встроенных гирь 10 (старшая декада) и 11 (мпадшая декада) . К коромыслу 1 прикреплены подвижная часть датчика 24 некомпенсации и катушка 25, которая совместно с магнитной системой 26 образует магнитоэлектрический компенсатор 27, Гиревой механизм 12 снабжен электромагнитны-.ми фиксаторами 35, штоки 36 которых, перемещаясь при подводе питания к фиксаторам 35 от регистров,37 и 38; удерживают заклоненные рычаги 13 и

14 в положении, при котором гири 10 и ll сняты с планок 8 и 9 подвески 4.

При отключении питания штоки 36 в ис.ходном положении возвращаются плоскими пружинами 39. Положение снятых гирь фиксируется датчиками 40 полоИзобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к весам с электромагнитной системой уравновешивания коромысла и гиревой компенсацией взвешиваемой массы. 5

Целью изобретения является повы шение точности, быстродействия и упрощение конструкции за счет устранения предварительного взвешивания, вре1{3 менных задержек и последовательного перебора гирь.

На чертеже представлена схема

:весов.

Коромысло 1, установленное с помощью призмы 2 на подушке 3, имеет подвеску 4 с грузоприемной чашкой 5, концевой призмой 6, стрункой 7, планками 8 и 9 для встроенных гирь 10 (старшая декада) и 11 (младшая декада), Гиревой механизм 12 содержит рычаги 13 и 14 для съема гирь, свободно вращающиеся на осях 15, электроприводов 16 и 17 (старшей и младшей дека- 25 ды), связанные с источником 18 питания через ключи 19 и 20, позиционные фиксаторы 21 и 22 положения гирь 10 и 11, выполненные, например, .в виде микровыключателей.

К коромыслу 1 прикреплены подвижная часть 23 датчика 24 некомпенсации жения гирь, выполненных в виде микровыключателей, контактируемых со штоками 36. С датчика 24 некомпенсации подается сигнал на усилитель 28, вырабатывающий компенсационный ток для компенсатора 27, и выходной сигнал для аналого-цифрового преобразователя 30, с которого снимается на младшие декады цифрбвого индикатора 31 сигнал, равный остаточному разбалансу, нескомпенсированному гирями. Одновременно на старшие разряды цифрового индикатора 31 сигнал поступает с датчиков 40 положения гирь через дешифраторы 49 и 50 кодов положения гирь, индицируя на старших разрядах значение цифр, отображающих суммарную массу снятых гирь в каждой декаде. 1 ил. и катушка 25, которая совместно с магнитной системой 26 образует магнитоэлектрический компенсатор 27.

Датчик 24 компенсации подключен через усилитель 28 и ключ 29 к катушке 25 компенсатора 27, с цепью которой соединен аналого-цифровой преобразователь 30 с цифровым индикатором

31 и опорный резистор 32, служащий для съема измерительного сигнала, пропорционального компенсационному моку и измеряемой массе образца 33, устанавливаемого на чашке 5.

Дпя ограничения угла заклонения коромысла 1 предусмотрены регулируемые упоры 34.

Гиревой механизм 12 снабжен электромагнитными фиксаторами 35, штоки

36 которых, перемещаясь при подводе питания к электромагнитным фиксаторам

35 от регистров 37 и 38 (старшей и младшей декад), удерживают эаклоненные рычаги 13 и 14 в положении, при котором гири 10 и 11 сняты с планок

8 и 9 подвески 4. При отключении питания штоки 36 возвращаются в исходное положение плоскими пружинами 39, Положение снятых гирь фиксируется датчиками 40 положения гирь, выполненных,.например, в виде микровыключателей, контактируемых со штоками 36.!

44 204

Подъем рычагов 13 и !4 осуществляется кулачками 41, имеющими для всех гирь одинаковый однопоэиционный профиль и устанавленными на осях 15 с разворотом по окружности относительно друг друга в порядке уменьшения массы снимаемых гирь 10 и 11 на шаг позиционных фиксаторов 21 и 22.

Автоматические весы также содер- 10 жат два триггера 42 и 43 памяти перегрузки, управляющие работой соответственно старшей и младшей декад гиревого механизма 1.2, схему И 44, управляющую переключением ключа 29, !6 отключающего источник 45 опорного тока и подключающего усилитель 28 к катушке 25 компенсатора 27, два счетчика 46 и 47 тактов, входы которых связаны с позиционными фиксаторами 20

21 и 22, а выходы — с соответствующими регистрами 37 и 38, второй выход счетчика 47 тактов младших декад

II u связан с входами установки нуля обоих триггеров 42 и 43 памяти пере- 25 ,грузки, второй выход счетчика 46 тактов старших декад связан с одним из входов триггера 43 памяти перегрузки младшей декады, Выход "перегрузки" аналого-цифро- 30 вого преобразователя 30 связан с триггером 42 памяти перегрузки стар" шей декады гиревого механизма 12, выходы обоих триггеров.42 и 43 памяти перегрузки по одним каналам связаны с кличами 19 и 20, по другим каналам — со схемой И 44.

Дискриминатор 48 полярности связан.с выходом датчика 24 некомпенсации, выход дискриминатора 48 поляр- 40 ности связан с регистрами 37 и 38, выходы которых связаны с соответствующими электромагнитными фиксаторами 35 гирь, Датчики 40 положения гирь через 45 .дешифраторы 49 и 50 кодов положения гирь старших и младших декад связаны с соответствующими знаковыми разрядами цифрового индикатора 31.

Источник 45 опорного тока предка- б0 значен для создания в компенсаторе

27 усилия, равного половине макси" мального на диапазоне точного авто матического уравновешивания для исключения "промаха" при автоматическом подборе гиревой компенсации, и

I реализуется с помощью операционного усилителя, охваченного обратной связью по току, на входе которого включается параметрический стабилизатор напряжения (стабилитрон).

Работа весов происходит следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии на груэоприемной чашке 5 взвешиваемого образца 33 все гири 10 и

11 старшей и младшей декад находятся на планках 8 и 9 подвески 4. Выход усилителя 28 подключен ключом

29 к катушке 25 компенеатора 27.

С датчиков 40 положения гирь 10 и 11 через дешифраторы 49 и 50 кодов на соответствующие знаковые разряды цифрового индикатора 31 поступает код "нулевой" (исходной) комбинаций наложенных на планки 8 и 9 подвески

4 гирь (10 и 1 1). С аналого-цифрового преобразователя 30 также по всем разрядам поступают "цули", на цифровом индикаторе 31 инипиируется нулевая комбинация, При помещении на грузоприемную чашку 5 взвешиваемого образца 33, имеющего массу, превышающую диапазон чочного уравновешивания (предварительное уравновешивание в предлагае- мой конструкции отсутствует), коромыало 1 заклоняется до верхнего упора 34, с датчика 24 некомпенсации выдается максимальной величины напряжение, например, положительной полярности. Усилитель 28 вырабатывает компенсационный ток Iz протекание которого через катушку 25 компенсатора

27, создает усилие, равное максималь.. ному значению диапазона точного уравновешивания.

На выходе аналого-цифрового преобразователя 30.по каналу "П" возкикает сигнал "1", о которому переводится в единичное состояние триггер

42 памяти перегрузки старшей декады, по выходному сигналу которого схема

И 44 с помощью ключа 29 отключает усилитель 28 и подключает источник

45 опорного тока к катушке 25 компенсатора 27, величина опорного тока I устанавливается равной 1/2 I„, благодаря чему компенсатором создается начальное силовое компенсационное воздействие,, равное половине максимального на диапазоне точного уравновешивания.

Одновременно с переключением ключа 29 сигналом с выхода триггера 42 памяти перегрузки замыкается ключ 19, подающий питание на электропривод 18

1441204 ри и коромысло заклонится до нижнего упора 34. В этом случае сигнал с датчика 24 некомпенсации меняет знак на 40 и электромагнитный фиксатор 35 не запитывается, поскольку с дискри минатора 48 полярности не поступает соответствующего сигнала на регистр

37, и при последующем повороте кулач- 45 ка 4 рычаг 13 опускается и снятая гиря 10 накладывается на.планку 8 подвески 4, и исключается съем данной гири во всех последующих комбинациях. 50

Аналогичным образом в каждой из последующих позиций (шагов) гиревого механизма 12, количество которых равно числу гирь в декаде, осущест1 вляется итерационный перебор гирь возможных комбинаций, количество которых зависит от выбора системы счисления (двоично-десятичной или десятичной), старшей декады гиревого механизма !2 который приводит вал с кулачками 41 во вращение, кулачки поочередно поднимают рычаги 13 с гирями 10, снимая соответствующие гири с планки 8 подвески 4. Согласно изобретению первой снимается гиря с максимальной массой.

Создаваемый при ее снятии момент может оказываться меньше или больше моманта, создаваемого взвешиваемым образцом 33.

Если момент снятой гири 10 меньше момента взвешиваемой массы, то коромысло 1 не меняет своего положения и сигнал с датчика 24 некомпенсации не меняет своего знака, и с дискриминатора 48 полярности поступает сиг- нал на регистр 37 старшей декады о включении по сигналу со счетчика 46 тактов соответствующего электромагнитного фиксатора 35, который перемещает шток 36 влево, не позволяя рычагу 13 с поднятой гирей 10 опуститься вниз и положить. гирю на подвеску 4. Следовательно, при опускании кулачка 41 рычаг 13 остается в верхнем положении, удерживается штоком 36> контактируемым с вторым концом рычага 13, препятствующим повороту рычага 13.

Если момент снятой гири 10 больше момента взвешиваемого тела, то коромысло 1 приводит в движение за счет перекомпенсированной массы взвешиваемого изделия, т.е. взвешиваемая масса меньше массы снятой ги10

Возврат автоматических весов в ис ходное положение осуществляется следующим образом.

При снятии нагрузки 33 с чашки 5 при снятых гирях с подвески коромысло 1 заклоняется, поскольку масса снятых гирь 10 и 11 с подвески 4 больше предела точного уравновешивания, до нижнего упора 34, с датчика 24 некомпенсации на дискриминатор 48 полярности поступает устойчивый синал "-", при этом дискриминатор 48 полярности через регистры 37 и 38 отключает питание от всех электромагнитных фиксаторов 35, штоки 36 пружинами 39 сдвигаются вправо в исходное положение и поднятые рычаги 13 и 14 вместе с гирями опускаются вниз, накладывая поднятые гири на планки

8 и 9 подвески 4, и чувствительная система коромысла 1 с подвеской 4 приходит в исходное состояние равновесия, датчики 40 положения гирь фиксируют отсутствие гирь, снятых с подвески, на цифровом индикаторе 31 нуля весы готовы к следующему измерению.

Формула изобретения

Автоматические весы, содержащие коромысло, гиревой механизм старшей и младшей декад с электроприводами, источником питания и позиционными фиксаторами, датчик некомпенсации, подключенный через усилитель к катушке магнитоэлектрического компенсатора, кулачки съема гирь и управляемые ключи,отличающиеся тем, что, с целью повышения точности, быстродействия и упрощения конструкции за счет устранения предварительного уравновешивания, временных задержек и последовательного перебора гирь, в них введены электромагнитные фиксаторы гирь, датчики положения, дискриминатор полярности, схема И, источник опорного тока, два счетчика тактов, дискриминатор полярности, два регистра, два дешифратора кодов положения гирь, аналого-цифровой преобразователь, два триггера памяти перегрузки старшей и младшей декад и цифровой индикатор, причем один выход аналого-цифрового пресбраэователя связан с входом триггера памяти перегрузки старшей декады гиренего механизма:, а другой — с цифровым индикатором, а вход аналого †пифрово

1441204

Составитель Т.Ишкова

Редактор М,Келемеш Техред JI.Сердюкова Корректор С.Черни

Заказ 6276/43 Тираж 680 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 преобразователя связан с катушкой магнитоэлектрического компенсатора, вход магнитоэлектрического компенсатора связан с источникбм опорного то5 ка, выходы обоих триггеров памяти перегрузки по одним каналам связаны с ключами подключения источника пита.,ния к соответствующим электроприводам гиревого механизма, а по другим 10 каналам — со схемой И, выход которой связан с ключом отключения источника опорного тока и подключения усилителя к катушке магнитоэлектрического компенсатора, входы установки ну- 15

II ля обоих триггеров памяти перегрузки связаны с одним из выходов счетчика ,тактов младших декад гиревого механизма, один из входов триггера памяти перегрузки младших декад связан с од— ним из выходов счетчика старших декад, выход датчика некомпенсации связанн с дискриминатором полярности, выход которого связан с первыми входами регистров старших и младших декад, вторые входы которых через счетчики тактов связаны с позиционными фиксаторами старших и младших декад, выходы обоих регистров связаны с соответствующими электромагнитными фиксаторами гирь,.датчики положения гирь через дешифраторы кодов. положения гирь старших и младших декад связаны с соответствующими знаковыми разрядами цифрового индикатора.