Весовой порционный дозатор с цифровым управлением

 

Изобретение относится к весоизмерительной технике и позволяет повысить точность измерения. Преобразователь 2 угла поворота стрелки циферблатного указателя 1 в линейное перемещение соединен со штоком 3, на котором закреплен соленоид 8, имеющий упор 9 для пружины 10, которая другим концом упирается в упор 25, выполненный на штоке 7. На струне 5 частотного датчика 4 перемещения с возможностью скольжения установлена призма 6, закрепленная на штоке 7. При поступлении материала в дозатор шток 3 перемещается, увлекая за собой шток 7, а с ним и призму 6, которая, скользя по струне 5, изменяет длину ее активной части, что ведет к пропорциональному изменению частоты колебаний струны, возбуждаемых в ней узлом 11. С помощью этого же узла 11 электрические колебания с частотой колебаний струны 5 передаются через коммутатор 13, ключ 12, арифметический блок 16 на блок 17 цифрового сравнения с заданием. 4 ил. Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4741283/10 (22) 28.08.89 (46) 30.10.91. Бюл. М 40 (71) Куйбышевский филиал Всесоюзного института по йроектированию организации энергетического строительства "Оргэнергострой" (72) В.С. Иванов и А.И. Черняев (53) 681.269(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 699345, кл. G 01 G 13/28, 1977.

Авторское свидетельство СССР

М 1000773, кл. G 01 G 13/28, 1981. (54) ВЕСОВОЙ ПОРЦИОННЫЙ ДОЗАТОР С

ЦИФРОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к весоизмерительной технике и позволяет повысить точность измерения. Преобразователь 2 угла поворота стрелки циферблатного указателя

„„Я „„1688124 А1

1 в линейное перемещение соединен со штоком 3, на котором закреплен соленоид

8, имеющий упор 9 для пружины 10, которая другим концом упирается в упор 25, выполненный на штоке 7. На струне 5 частотного датчика 4 перемещения с воэможностью скольжения установлена призма 6, закрепленная на штоке 7. При поступлении материала в дозатор шток 3 перемещается, увлекая за собой шток 7, а с ним и призму 6, которая, скользя по струне 5, изменяет длину ее активной части, что ведет к пропорциональному изменению частоты колебаний струны, возбуждаемых в ней узлом 11. С помощью этого же узла 11 электрические колебания с частотой колебаний струны 5 передаются через коммутатор 13, ключ 12, арифметический блок 16 на блок 17 цифроsoro сравнения с заданием. 4 ил.

1688124

Изобретение относится к весоизмерительной технике.

Цель изобретения — повышение точности.

На фиг. 1 представлена структурная 5 схема доэатора; на фиг. 2 — датчик перемещения, общий вид; на фиг. 3-- принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 4- схема распределителя сигналов, Весовой порционный дозатор с цифро- 10 вым управлением содержит циферблатный указатель 1 с преобразователем 2 угла поворота в линейное перемещение, первый шток 3, датчик 4 перемещения со струной 5 и призмой 6, закрепленной на втором штоке 15

7, ко орый соединен с промежуточным ме. ханизмом в виде соленоида 8 с упором 9 и распорной пружины 10, узел 11 возбуждения и съема колебаний, ключ 12, ксммутатор

13, генератор 14 образцовой частоты, -.риг- 20 гер 15, арифметический блок 16, блок 17 цифрового сравнения, задатчик.18.

Датчик 4 перемещения (фиг. 2) имеет ниппели 19, 20 для крепления струны 5 в корпусе 21, 25

В каркасе 22 соленоида 8 выполнены продольный паз 23 и упор 9.

Шток 9 снабжен ползуном 24, который размещен в пазу 23, Пружина 10 одним концом упирается в 30 торец каркаса 22, а другим — в упор 25, Кабель 26 служит для подключения узла возбуждения колебаний и сьема частотного сигнала, который представляет собой электромагнит переменного тока, закреплен- 35 ный на корпусе 21.

С помощью пружины 10 шток 7 фиксируется в положении, соответствующем упору 9. Это положение является одной границей положения штока 7. Другой его 40 границей является торец штока 3, В этом положении шток 7 фиксируется при включении соленоида 8.

Регулирование крайних положений штока 7 осуществляется изменением поло- 45 жения соленоида 8 на штоке 3.

Жесткость пружины 10 выбирается такой, чтобы ее сопротивление сжатию превышало сопротивление движению штока 7. которое, в свою очередь, определяется со- 50 противлением скольжению призмы 6 по струне 5, Ключ 12 (фиг. 3) содержит три схемы И

27 — 29, Арифметический блок 16 состоит из счетчика 30 и реверсивного счетчика 31, 55 делителя 32, умножителя 33 и вычитателя

34.

Коммутатор 13 (фиг. 4) содержит формирователи импульсов 35 и 36 схему И 37, схемы ИЛИ 38, 39 и 40, регистр 41 сдвига и импульсный трансформатор 42 с обмотками

43-45. .Обмотка 45 является одновременно входной и выходной.

Дозатор работает следующим образом.

При поступление дозируемого материала в грузоприемный бункер (не показан) стрелка циферблатного указателя 1 отклоняется на угол, пропорциональный текущему значению массы, который с помощью преобразователя 2 преобразуется в линейное перемещение.

В исходном состояни шток 7 датчика 4 под действием распорной пружины 10 фиксируется в положении, соответствующем упору 9, При этом призма 6 находится в некотором промежуточном положении на струне 5. При поступлении материала в грузоприемный бункер шток 3 перемещается, увлекая за собой шток 7 и призму 6, Призма

6, скользя по струне 5, изменяет длину ее активной части, Частота f механических колебаний струны 5 равна:

/77

2! p где k — коэффициент чувствительности; о — напряжение в струне; р — плотность материала струны; ! — длина активной части струны 6.

Коэффициенты К о,р являются случайными величинами. Они изменяются с течением времени и под влиянием изменения внешних условий, особенно температуры.

Для повышения точности за счет устранения влияния внешних дестабилизирующих факторов измерение текущей дозы осуществляется в два такта, В первом такте регистр 41 сдвига коммутатора 13 устанавливается в исходное состояние, при котором на нулевом выходе коммутатора 13 появляется сигнал, поступающий на арифметический блок 16 и устанавливающий его в исходное состояние (нэ чертеже эта связь не показана) и на один из входов схемы И 37.

Первый такт измерения начинается с приходом импульса с генератора 14 образцовой частоты на другой вход схемы И 37, сигнал с выхода которой через схему ИЛИ

38 поступает на вход регистра 41 сдвига.

При этом сигнал на нулевом выходе регистра 41 исчезает, а появляется на первом.

Сигнал с первого выхода через схемы ИЛИ

38 поступает на вход формирователя 36, который формирует импульс, поступающий на обмотку 43 импульсного трансформатора

42. При этом в обмотке 45 наводится напря1688124 жение, поступающее в узел 11 и возбуждающее струну 5. В узле 11 наводится переменная ЭДС той же частоты, что и частота колебаний струны, которая поступает на первый вход ключа 12 и нэ первый выход 5 коммутатора 13, т.е. на обмотку 45 трансформатора 42. В обмотке 44 наводится вторичная ЭДС, поступающая на вход формирователя 35. Формирователь 35 формирует импульсы прямоугольной формы, 10 совпадающие по фазе и длительности с положительными импульсами в обмотке 44 трансформатора 42. Сигнал с выхода формирователя 35 через схему ИЛИ 38 поступает на вход регистра 41 сдвига. При этом 15 первый вход регистра сдвига 41 выключается и включается второй выход. Сигнал с второго выхода регистра 41 сдвига поступает на вход триггера 15 и устанавливает.его в состояние, при котором открывается схема 20

И 28 ключа 12. При этом с выхода генератора 14 через открытую схему И 28 на вход счетчика 31 начинают поступать импульсы.

Сигнал с узла 11 поступает на второй вход открытой схемы И 29. При этом на выходе 25 схемы И 29 формируется импульс прямоугольной формы, совпадающий по фазе и длительности с положительным импульсом напряжения, наводимым в узле 11, который поступает на вход S триггера 15, возвращая 30

его в исходное состояние. При этом схемы

И 27 и 28 закрываются,. поступление импульсов в счетчик 31 прекращается. Число импульсов N>, поступившее в счетчик 31, пропорциональное частоте ft: 35 /0

2 С1+1) Р где х — величина перемещения штока 7.. 40

Второй такт измерения начинается с приходом отрицательного импульса напряжения с узла 11 на обмотку 45 трансформатора 42 распределителя команд. Импульс напряжения с обмотки 44 трансформатора 45

42 поступает на вход формирователя 35.

С выхода формирователя 35 через схему

ИЛИ 38 импульс поступает на вход регистра

41 сдвига, При этом второй выход регистра

41 сдвига выключается и включается третий 50 выход, сигнал с которого через схему ИЛИ

40 включает соленоид 8, который втягивает шток 7, перемещая его на расстояние Лдо упора. Вместе со штоком 7 на расстояние

Л смешивается призма 6 по струне 5. Таким 55 образом, во втором такте измерения длина активной части струны 5 равна 1+ х Л.

С приходом очередного отрицательного импульса напряжения с узла 11 на обмотку а в счетчике 31 импульсов — число, равное разности N> и Nz:

И1 — 1 12 = — — (1

)л

2 P (1о+х 1о+х+Л (4) Число Nz и N> с выходов счетчиков 30 и 31 импульсов поступают на входы делителя 32.

N2

На его выходе получаем число

% — Мг которое поступает на вход умножителя 33, где умножается на константу Л. Число

1 1г

Л = х + 1о с выхода умножителя ЗЗ

% — 1 12 поступает на вход вычитателя 34, где из него вычитается константа 1о. Число на выходе вычитателя 34 равно:

1о

141 — Иг (5) 45 трансформатора 42 с выхода формирователя 35 через схему ИЛИ 38 на вход регистра 41 сдвига поступает импульс, .При этом третий выход регистра 41 сдвига выключается и включается четвертый выход, сигнал с которого через схему ИЛИ 39 поступает нэ вход формирователя 36. Далее все операции аналогичны операциям первого такта измерения. Сигналы с третьего, четвертого и пятого выходов регистра 41 сдвига поступают и на входы схемы ИЛИ 40. При этом на выходе схемы-ИЛИ 40 имеется сигнал в течение суммарного времени действия этих трех сигналов, В течение времени действия сигнала с третьего выхода соленоид 8 находится во включенном состоянии, в результате чего с приходом на узел 11 второго возбуждающего импульса устанавливается частота колебаний струны, равная fz, которая пропорциональна Io+ х+ А

Во время действия сигнала с пятого выхода регистра 41 сдвига открываются схемы

И 27 и 28 и на.входы счетчиков 30 и 31 поступают импульсы.

С приходом второго импульса с узла 11 на вход S триггера 15 через открытую схему .И 29 триггер 15 возвращается в исходное состояние и запирает ключ 12. Поступление импульсов в счетчики 30 и 31 прекращается.

Счетчик 31 во втором такте работает на вычитание. Таким образом, в результате второго такта измерения в счетчике 30 импульсов оказывается записанным число

2 (1о+х +Л (3) 1688124

Учитывая линейную зависимость между х и Р, для текущего значения массы P имеем:

Р=1r х> где ю — масштабный коэффициент пропорциональности, определяемый параметрами только механических узлов циферблатного указателя.

Таким образом, результат измерения Р, полученный с помощью предлагаемого дозатора, не зависит от нестабильных коэффициентов k„p и о, которые не входят в конечное выражение для Р, следовательно, устраняется влияние внешних дестабилизирующих факторов на точность измерения линейный перемещений. Он зависит только от постоянства Л и 1, которые могут быть выполнены с требуемой для практики степенью точности.

Сигнал, пропорциональный рассчитанному текущему значению дозы, поступает на один из входов блока 17 цифрового сравнения, на второй вход которого подается сигнал, пропорциональный заданной дозе с задатчика 18. При равенстве сигналов на обоих входах блока 17 с его выхода поступает сигнал на закрытие впускного затвора расходного бункера (не показан).

Формула изобретения

Весовой порционный дозатор с цифровым управлением, содержащий циферблатный указатель с преобразователем угла поворота в линейное перемещение, соединенный посредством первого штока, промежуточного механизма и второго штока с подвижным элементом датчика перемещения, подключенного к первому выходу

5 коммутатора, и блок цифрового сравнения, к входам которого подключены выходы задатчика и арифметического блока, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены ключ, триггер и

10 генератор образцовой частоты, датчик перемещения выполнен в виде натянутой струны с узлом возбуждения и съема колебаний, на которой установлен с возможностью скольжения вдоль нее подвижный элемент—

15 призма, а промежуточный механизм выполнен в виде закрепленного на первом штоке соленоида, каркас которого снабжен упором, и пружины, закрепленной между упором соленоида и торцом второго штока, 20 причем первый вход ключа соединен с первым и четвертым выходами коммутатора, выход генератора образцовой частоты подключен к входу коммутатора и второму входу ключа, третий вход которого соединен с

25 пятым выходом коммутатора и первым входом триггера, выход которого подключен к четвертому входу ключа, первый и второй выходы которого подключен к входам арифметического блока, а третий выход — к треть30 ему входу триггера, второй вход которого соединен с вторым выходом коммутатора, третий выход которого подключен к соленоиду.

1688124

1688124

Составитель В. Ширшов

Редактор М. Циткина Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор M. Максимишинец

Заказ 3703 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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