Устройство для взвешивания тел

 

Изобретение относится к весоизмерительной технике и предназначено для использования в электронных лабораторных весах с чувствительным элементом на пьезопластинах. Целью изобретения является повышение точности взвешивания тела путем исключения влияния положения точки приложения усилия к пластине, а также влияния положения центра тяжести тела относительно указанной точки. Истинный вес тела определяют измерением акустоэлектрической реакции двух расположенных одна под другой пьезопластин, одним концом консольно заделанных в основание, а другим механически соединенных с грузовоспринимающей стойкой с образованием измерительного параллелограмма. Акустоэлектрическую реакцию пластин измеряют по изменяющимся временным параметрам возбуждаемых на их поверхности поверхностных акустических волн (ПАВ) путем сравнения суммарных приращений фаз ПАВ на участках пластин с приращениями временных параметров одинакового знака. Приращения фаз измеряют в линиях задержки (ЛЗ) на ПАВ, встречно-штыревые преобразователи которых, размещенные на одноименных сторонах пьезопластин, соединены последовательно с образованием двух многозвенных ЛЗ, включенных в цепи двух автогенераторов, нагруженных отсчетным устройством. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 с Î1 С 3/16

ОПИСДНИК ИЗ0ЬРКтения

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4294405/24-10 (22) 06.08 ° 87 (46) 23.02,90. Бюл. Н 7 (71) Ленинградский завод "Госметр" Ле ниградского производственного объединения "Вибратор" (72) В.Л. Романов и А.Е. Лейбович (53) 681.269(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР н 1206621, кл. G 01 G 3/16, 1986.

Речицкий В.И. Акустоэлектронные радиокомпоненты. И.: Радио и связь, 1984, с. 95 ° (54) УстРойство лля взв шивАния тел (57) Изобретение относится к весоизмерительной технике и предназначено для использования в электронных лабораторных весах с чувствительным элементом на пьезопластинах. Целью изобретения. является повышение точности взвешивания тела путем исключения влияния положения точки приложения усилия к пластине, а также влияния положения центра тяжести тела относительно укаИзобретение относится к весоизмерительной технике и предназначено для использования при конструировании электронных лабораторных весов, силометров, моментомеров и других приборов с чувствительным элементом на пьезочувствительных опорах.

Цель изобретения - повышение точности взвешивания.

На фиг. 1 схематично представлено устройство; на фиг. 2 — эвукопроводная пластина.

ÄÄSUÄÄ1545073 A 1

2 занной точки. Истинный.вес тела опреIäåëÿþT измерением акустоэлектрической реакции двух расположенных одна под другой пьезопластин, одним концом кон-. сольно заделанных в основание, а другим механически соединенных с грузовоспринимающей стойкой с образованием измерительного параллелограмма. Акустоэлектрическую реакцию пластин из меряют по изменяющимся временным параметрам возбуждаемых на их поверхности

,поверхностных акустических волн (ПАВ) путем сравнения суммарных приращений фаз ПАВ на участках пластин с приращениями временных параметров одинакового знака. Приращения фаз измеряют в линиях . задержки (ЛЗ) на ПАВ, встречно-штыревые преобразователи которых, размещенные на одноименных сторонах пьезо.пластин, соединены последовательно с образованием двух многоэвенных ЛЗ, включенных в цепи. двух автогенераторов, нагруженных отсечным устройством.2 ил.

Устройство (фиг. 1) содержит грузоподъемную платформу 1, например, пря; моугольной формы, две расположенные одна под другой звукопроводные пластины 2 в виде плоских пьеэопластин, например, из пьезокварца - среза прямоугольного сечения, одним концом заделанных в тело основания 3, а другим, например, шарнирно связанных с платформой 1 посредством груэовоспринимающей стойки 4 с фиксаторами. На верхней и противоположной сторонах

1545073 пластин 2 (Фиг. 2) размещены линии задержки на поверхностных акустических волНах, содержащие нанесенные на поверхность звукопроводной пластины 2 тонкопленочные встречно-штыревые преобразователи (ВШП} 5, расположенные один относительно другого на некотором расстоянии, на противоположных конах звукопроводных пластин 2„ Дпя по- 1О авления в линиях задержки (ЛЗ) параитных сигналов, в том числе от отраженных, рассеянных и наведенных ПАВ, «1 также для подавления паразитных мод генерации на торцах пластин нанесены насечки, а на рабочих поверхностях за

Выходными ВЙП 5 - валики из вязкого акустопоглотителя(не показаны), а сами звенья ЛЗ каждой из пластин 2 смефены относительно их продольной оси в 2О йротивоположных направлениях. Отдельlllbie ЛЗ, являющиеся звеньями многозвенных ЛЗ, электрически связаны между со5ой путем соединения выходного.ВВ1 5 одного звена с входным. другого. 1<аждая из многозвенных ЛЗ включена в. цепь положительной обратной. связи одного из двух автогенераторов 6. Оба автогенератора 6 электрически соединены с отсчетным устройством 7.

Устройство работает следующим об,разом.

При отсутствии весовой нагрузки вукопроводные пластины 2 находятся исходном состоянии и сравн" íèå базо,вых частот автогенераторов 6 в отсчет-" ;ном устройстве 7 обеспе ивает индика цию нулевого сигнала. При нагружении платформы 1 телом его сила тяжести посредством грузовоспринимаюшей стой40 ки 4 воздействует на обе пластины 2, вызывая их деформацию. Деформация приводит к изменению индивидуах ьных частот автогенераторов 6, вызывающееся

N3Mehением величин c мм«орноГ о набе га

Фаз ПАВ в каждой из иногозвенных ЛЗ.

После сравнения выходных сигна.пов автогенератором 6 в отсчетном .устройстве 7 и их обработки, включающей выделение сигнала разностной частоты, 1 его Фильтрацию и преобразование, полезный сигнал интерпре — èðóåòñÿ в единицах массы и выводитсл на индикаторе отсчетного устройства 7. При этом если вектор силы тяжести тела не прохо) дит через линию приложения усилия к пластинам 2, то на каждую пластину 2 действует дополнительный момент силы, вызывающий дополнительную ее деформа . цию. Причем даже если пластины 2 идентичны по своим конструктивным признакам и механико-акустическим свойствам, но, благодаря тому, что они расположены одна под другой и механически связаны между собой с помощью грузовоспринимающей стойки 4, их дополнительные деформации и соответственно реакции будут различными. Различие реакций пластин 2 вызвано тем, что. на одинаковые деформации поперечного изгиба опор накладываются разные линейные деформации, возникающие под действием равных по величине, но противоположных по знаку линейных напряжений, Образование линейных напряже-. ний (растяжения и сжатия) обусловле" но наличием механической связи пластины 2 .и стойки 4, образуюц|их измери-. тельный параллелограмм. В параллелограмме действие момента силы тяжести тела относительно линии приложения усилия к пластинам 2 эквивалентно действию пары сил., перпендикулярных стойке 4. Составляющие этих сип, равные по величине и направленные в противоположных направлениях вдоль продольной оси каждой из пластин 2, являются источником равньвс по величине, но противоположных по знаку линейных напряжений и соответственно деформаций, уравновешиваемых реакциями пластин 2. Полагая, что прикладываемая к пластинам 2 весовая нагрузка не превышает предела пропорциональности и деформации и подчинаются закону Гука, дооавочные приращения набега фаз ПАВ. являющиеся в этом случае реакцией пьезопластин 2 на линейные упругие деформации, будут равны по величине, но противоположны по знаку. При последовательном включении звеньев ЛЗ

ПАВ, расположенных на разных пластинах 2, добавочные приращения набега

ПАВ компенсируются, чем из акуста-:- .электрической реакции пластин исклю" чаются составляющие, вызванные деви" ацией положения центра тяжести взвешиваемого тела.

Формула и зобре тени я

Устройство для взвешивания тел, содержащее консольно закрепленную звукопроводную пластину, свободный конец которой снабжен силовоспринимаю1 щим элементом, две jlNHNM задержки на поверхностных акустических волнах, 5 S4S размещенные на противоположных поверхностях пластИны, перпендикулярных направлению действия измеряемой силь1, и включенные в цепи обратных связей двух автогенераторов, выходы которых связаны с отсчетным устройством, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности взвешивания, в него введена вторая, идентичная пер-, вой звукопроводная пластина с двумя линиями задержки на поверхностных

О73 б акустических волнах, параллельная первой, а силовоспринимающий элемент выполнен в виде грузовоспринимающей стойки, снабженной фиксаторами, механически связанными с нагружаемыми концани пластин с образованием измерительного параллелограмма, причем линии задержки, размещенные на одноименных сторонах звукопроводных пластин, электрически связаны с образованием многозвенных линий задержки.

1545073 фью 2

Составитель М. Карпачев

Редактор Л. Козориз Техред Л.Сердюкова Корректор О, ципле

Заказ 484 Тираж 417 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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