Весы с электромагнитным уравновешиванием

 

Изобретение относится к весоизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности. При отклонении чувствительного элемента 1, подвешенного на упругих опорах 4 и 5, флажок 7 датчика 8 отклонения перемещается относительно катушек 24 и 25 этого датчика, которые включены в нагрузочную цепь мультивибратора 20. Для повышения точности измерения веса флажок 7 выполнен с окнами, благодаря которым происходит перераспределение магнитного потока, индуцирующего в обмотках 29 и 30 датчика 8 отклонения ЭДС, являющуюся его выходным сигналом. Этот сигнал после преобразования в амплитудно-фазовом дискриминаторе 36 поступает на вход регулирующего усилителя 14, который устанавливает соответствующую величину компенсационного тока, протекающего по катушке 9 электромагнитного компенсатора 13. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОШ4АЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (5D 4 С 01 G 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5 — -1

З4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4249578/24-10 (22) 25.05.87. (46) 07.05.89.Бюл. N - 17 (74) Ленинградский завод "Госметр"

Ленинградского производственного объединения "Вибратор" (72) В.Л.Романов и Е.И.Деньщиков (53) 681.269 (088 ° 8) (56) Агейкин Д.И. и др. Датчики контроля и регулирования;М.: Машиностроение, 1965, с.142.

Авторское свидетельство СССР

У 1276915, кл. G 01 G 7/04, 1985, (54) ВЕСЫ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ УРАВНОВЕШИВАНИЕМ (57) Изобретение относится к весоизмерительной технике. Цель изобретения — повышение точности. При отклонении чувствительного элемента 1, подвешенного на упругих опорах 4 и 5, флажок 7 датчика 8 отклонения перемещается относительно катушек 24 и

25 этого датчика, которые включены в нагрузочную цепь мультивибратора 20.

Для повышения точности измерения веса Алажок 7 выполнен с окнами, благодаря которым происходит перераспределение магнитного потока, индуцирующего в обмотках 29 и 30 датчика 8 отклонения ЭДС, являющуюся его выходным сигналом. Этот сигнал после преобразования в амплитуднофазовом дискриминаторе 36 поступает на вход регулирующего усилителя !4, который устанавливает соответствующую величину компенсационного тока, протекающего по катушке 9 электромагнитного компенсатора 13. 3 ил.

1478050

Изобретение относится к весоизмерительной технике.

Цель изобретения — повышение точности

На фиг ° 1 показана схема весов с электромагнитным уравновешиванием; на фиг.2 — датчик отклонения; на фиг,3 — флажок с магнитопроводом, Весы с электромагнитным уравновешиванием содержат чувствительный элемент 1 с грузоприемной площадкой

2 для взвешиваемого образца 3, закрепленный на упругодеформированных опорах 4 и 5, например упругих лен- 15 тах, заделанных в основание 6. К чувствительному элементу 1 прикреплен флажок 7, расположенный в зазоре датчика 8 отклонения. Подвижная катушка 4 совместно с магнитной систе- 20 мой 10, токопроводами 11 и 12 образует электромагнитный компенсатор 13, связанный с регулирующим усилителем

14. Весы также содержат отсчетный блок 15 с аналого-цифровым преобра- 25 зователем 16 и цифровым индикатором

17, опорный резистор 18, ограничители 19 перемещения чувствительного элемента 1. Кроме того, схема весов включает индуктивный мультивибратор 20, содержащий два транзистора

21, два резистора 22, два конденсатора 23, нагрузочную цепь которого образуют катушки 24 и 25 датчика 8 отклонения. 35

Датчик 8 отклонения выполнен в виде Ш-образных магнитопроводов 26 и 27, которые жестко и симметрично закреплены на П-образном электропроводном корпусе 28, и катушек 24 и 40

30, расположенных на выступах 31 и 32 магнитопроводов 26 и 27.

Для повышения чувствительности; весов флажок 7 выполнен в виде пластины, перекрывающей контур магнито- 45 проводов 26 и 27 с катушками 24, 25, 29 и 30. Флажок 7 установлен в зазоре датчика 8 отклонения средним окном 33 напротив средних выступов магнитопроводов 26 и 27. Катушки

24 и 25 образуют цепь нагрузки мультивибратора 20 и соединены последовательно. Общая точка В катушек 24 и 25 и общая точка 34 эмитторной цепи мультивибратора 20 подключены к источнику 35 стабилизированного напряжения. Точка А — начало катушки 24, точка С вЂ” конец катушки 25. Катушки

29 и 30 второго магнитопровода соединены последовательно-встречно. Начало (точка D) первой катушки 29 связано с входом амплитудно-фазового дискриминатора 36. Начало (точка F) второй катушки 30 связано с общей точкой схемы. Концы (точка Е) обеих катушек 29 и 20 связаны с входом усилителя 37 опорного сигнала, выход которого подключен к управляющему входу амплитудно-фазового дискриминатора 36.

Для максимального уменьшения влияния паразитных (емкостных) параметров связи катушек 24 и 25 с сигнальными катушками 29 и 30 флажок 7 максимально перекрывает. контур магнитопроводов 26 и 27 с катушками 24 и 25, 29 и 30, но при этом он содержит окна 33, 38 и 39. Высота Н, среднего окна 33 больше высоты Н выступа 31 на два хода флажка 2дЬ, т.е. Н<=

= Н + .2th и среднее окно расположено симметрично среднему выступу.

Высота Н = Н крайних окон 38 и 39 больше половины высоты Н выступов

31 и 32 на ход флажка bh т,е.

Н

Н =Н =---+b,h, э 2

Внутренние края 40 и 41 крайних окон 38 и 39 совмещены с серединами крайних выступов 31 м 32 магнитопроводов 26 и 27. Фиксирующие элементы катушек 24, ?5, 29 и 30 являются одновременно магнитопроводом.

Весы работают следувщим образом.

На грузоприемную площадку 2 устанавливают взвешиваемый образец 3, и чувствительный элемент 1, подвешенный на опорах 4 и 5, смещается на величину ДЬ. При этом в катушках

24 и 25 датчика 8 отклонения, включенных в нагрузочнув цепь индуктивного мультивибратора 20, протекает пе ременный ток, например, частотой

250-300 кГц. Применение индуктивного мультивибратора 20 с источником 35 стабилизированного напряжения повышает коэффициент полезного действия работы первичных катушек 24 и 25. Протекание переменного тока по катушкам 24 и 25 возбуждает в Ш-образном магнитопроводе 26 потоки переменного магнитного поля, рассечение которых через окна 33, 38 и 39 флажка 7 создает наведенное во втором Ш-образ-. ном магнитопроводе 27 магнитные потоки, которые при симметричном расположении Ш-образных магнитопроводов

1478050

26 и 27 индуцируют в обмотке катушек

29 и 30 равные ЭДС, если нет смещения флажка 7 относительно магнитопроводов 26 и 27, поскольку наведен5 ные магнитные потоки в крайних выступах магнитопровода 27 равны. При нагрузке 3 на грузоприемной площадке 2 чувствительный элемент 1 вместе с флажком 7 смещается на величину дЬ, при этом верхнее окно 38 смещается вниз и увеличивает площадь открытой поверхности верхних BHcTJJTTQB магнитопроводов 26 и 27, нижнее окно

39 перекрывает открытую площадь нижних выступов магнитопроводов 26 и

27, открытая площадь средних выступов не изменяется при любом положении флажка 7.

Следовательно, магнитный поток, проходящий через верхний выступ магнитопровода 27 увеличивается, а магнитный поток, проходящий через нижний выступ, уменьшается, следовательно, ЭДС катушки 29 увеличивается, а ЭДС 25 катушки 30 уменьшается пропорционально смещению флажка 7. Для повышения крутизны и стабильности преобразования выходного сигнала датчика 8 отклонения в сигнал некомпенсации системы автоматического уравновешивания применен амплитудно-фазовый дискриминатор 36.

Последующее преобразование выходного сигнала датчика 8 на амплитуд35 но-фазовом дискриминаторе 36 сводится к умножению выходного сигнала на управляющее напряжение с выхода усилителя 37 опорного сигнала. B результате этого на выходе дискриминатора

36 формируется напряжение постоянного тока, величина которого пропорциональна приращению ЭДС в катушках 29 и 30 или смещению флажка 7 датчика 8, а знак — направлению перемещения флажка. Этот сигнал, поступая на вход регулирующего усилителя 14 управляет величиной его выходного компенсационного тока, устанавливая его пропорционально взвешиваемой массе, и как только он достигает этой величины, флажок 7 возвращается в исходное положение и сигнал с выхода амплитудно-фазового дискриминатора

36 равен нулю, чувствительный элемент с помощью компенсационного тока возвращается в исходное положение и значение взвешиваемой массы образца 3 считывается с цифрового индикатора 17. о р м у л а и з о б р е т е н и я

Весы с электромагнитным уравновешиванием, содержащие чувствительный элемент, на котором закреплен флажок, расположенный в зазоре между двумя Ш-образными магнитопроводами датчика отклонения, на которых размещены две пары катушек, регулирующий усилитель, выход которого подключен к катушке электромагнитного компенсатора, соединенной с отсчетным блоком, и источник питания, о т л и ч а ю щ и е с я тем, что, с целью повьш ения точности, в них введены мультивибратор, амплитуднофазовый дискриминатор и усилитель опорного сигнала, а флажок выполнен в виде пластины с тремя окнами,ширина каждого из которых равна ширине выступов 11!-образного магнитопровода, среднее окно выполнено с высотой, большей высоты среднего выступа Ш-образного магнитопровода на два хода флажка и расположено симметрично относительно этого выступа, высота крайних окон больше половины высоты крайнего выступа 111-образного магнитопровода на ход флажка, а внутренние края этих окон совмещены с серединами соответствующих крайних выступов, причем две катушки одного из.

111-образных магнитопроводов соединены последовательно и своими концами, подключены к выходу мультивибратора, а общей точкой — к одному полюсу источника питания, другой полюс которого соединен с входом мультивибратора, две катушки другого Ш-образного магнитопровода соединены последовательно встречно и точка -их соединения подключена через усилитель юпорного сигнала к одному входу амплитудно-фазового дискриминатора, другой вход которого соединен с концом одной из этих обмоток, а выход — подключен к входу регулирующего усилителя.

Составитель В.Ширшов

Редактор В.Петраш Техред А.Кравчук: Корректор М Самборская

Заказ 2352/40 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по Изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101