Большегрузные автоматические весы
Использование: весоизмерительная техника. Сущность изобретения: вес груза через три пары: подпятник 3 с призмой 4, соединенной с соответствующим грузоприемным рычагом 6 многорычажной системы, передается ее выходному рычагу 7 с преобразователем перемещения, выполненным в виде датчика 11 разбаланса. Чувствительный элемент-флажок 12 каждого датчика разбаланса отклоняется, вызывая появление сигнала разбаланса, поступающего через соответствующие усилители 13, вырабатывающие компенсационные токи, в катушки 17 электромагнитных компенсаторов 18, уравновешивающих перемещение грузоприемных и выходных рычагов б и 7 соответственно. Отсчет показаний осуществляется по АЦП 22, подключенному первым входом к общей точке 19, соединенной с выходами электромагнитных компенсаторов и входом суммирующего резистора 20. Второй выход каждого усилителя 13 и выходы суммирующего резистора 20 и АЦП 22 соединены с общей шиной в виде корпуса. 1 ил.
союз советских социАлистических
РЕСПУБЛИК (я)з G 01 G 7/04;/
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4880709/10 (22) 11.11,90 (46) 07.12,92. Бюл. N. 45 (75) А.Я.Шенфельд, В.А.Кандрикина и Л.М.Рюмина (56) Авторское свидетельство СССР
N 1283539, кл. G 01 G 7/04, 1984, Авторское свидетельство СССР
N 1339408, кл. G 01 G 7/04, 1984.
Авторское свидетельство СССР
N 1490497, кл. G 01 G 7/04, 1987. (54) БОЛЪШЕГPYÇHbIE ABTOMATVI×ÅСКИЕ ВЕСЫ (57) Использование: весоизмерительная техника. Сущность изобретения: вес груза через три пары: подпятник 3 с призмой 4, соединенной с соответствующим грузоприемным рычагом 6 многорычажной системы, передается ее выходному рычагу 7 с преоб„„5IJ „„1779948 А1 разователем персмещения, выполненным в виде датчика 11 разбаланса. Чувствительный элемент — флажок 12 каждого датчика разбаланса отклоняется, вызывая появление сигнала разбаланса, поступающего через соответствующие усилители 13, вырабатывающие компенсационные токи, в катушки 17 электромагнитных компенсаторов 18, уравновешивающих перемещение грузоприемных и выходных рычагов 6 и 7 соответственно. Отсчет показаний осуществляется по АЦП 22, подключенному первым входом к общей точке 19, соединенной с выходами электромагнитных компенсаторов и входом суммирующего резистора 20.
Второй выход каждого усилителя 13 и выходы суммирующего резистора 20 и АЦП 22 соединены с общей шиной в виде корпуса.
1 ил.
1779948
45
Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к точным большегрузным весам с автоматическим электросиловым уравновешиванием с нагрузками порядка 100 — 1000 кг.
Известны большегрузные атоматические весы, содержащие грузоприемную площадку, подвеску, измерительное коромысло, гиревой механизм, систему уравновешивания, основание и отсчетное устройство (1), Известные весы обладают недостаточной нагруэочной способностью, поскольку подвеска с грузоприемной чашкой могут получать перекосы при нецентральном наложении измеряемых нагрузок предельной массы.
Известны большегрузные весы, содержащие грузоприемную площадку, измерительную систему в виде пьезоэлектрических месдоэ, отсчетное устройство и основание (2).
Известные весы имеют большую нагруэочную способность, однако их точность недостаточна иэ-эа погрешностей пьезоэлектрических месдоэ (утечек зарядов, повышенных давлений в точках контакта с пьезокристаллами и т. д.).
Наиболее близким по технической сущности являются большегрузные автоматические весы, содержащие грузоприемную площадку, измерительную систему, отсчетное устройство и основание (3).
Известные весы при большой нагрузочной способности обладают недостаточной точностью, определяемой предельной точностью последнего измерительного преобразователя типа пьезокристалла (не выше
0,05 — 0,1 %).
Вследствие этого весы не могут использоваться при точном измерении массы больших навесок, например полудрагоценных и драгоценных металлов, дорогостоящих радиоактивных компонентов и пр., где требуется повысить результирующую точность до 0,01-0,02 %, Все это вместе взятое приводит к снижению достоверности стоимостной оценки сырья и материалов, Целью предлагаемых большегрузных автоматических весов является повышение точности измерения массы больших навесок.
Поставленная цель достигается тем, что весы, содержащие грузоприемную площадку, измерительную систему, отсчетное устройство и основание, снабжены тремя и более многорычажными уравновешивающими месдоэами с подпятниками, установленными под грузоприемной площадкой по периметру последней, причем каждая иэ укаэанных месдоз снабжена независимой системой автоматического силового ура вновешивания с датчиком разбаланса, усилителем, электромагнитным компенсатором и устройством механического тарирования, размещенными на последнем из длинных рычагов месдоз, причем выходы всех усилителей подключены с одной стороны через соответствующие компенсаторы к общей точке с суммирующим резистором и с выходом аналого-цифрового преобразователя, а с другой стороны соединены с их общей шиной в виде корпуса.
Укаэанная совокупность ограничител ьных и отличительных признаков в заявляемых весах в патентно-технической литературе неизвестна, Она обладает существенной новизной и, как пояснено выше, обладает значительной технико-экономической полезностью.
Новая совокупность признаков большегрузных весов позволяет получить весы с погрешностью (10-200) г для нагрузки
100 — 500 кг и больше, обладающих цифровой индикацией и выходом на ЭВМ.
На чертеже представлена конструктив-ная схема предлагаемых весов.
Весы содержат грузоприемную площадку 1, например,в форме круга для измеряемого груза 2, снабженную подпятниками
3, размещенными под площадкой 1 по ее периметру, Для создания устойчивости площадки 1 при помещении на нее груза 2 количество подпятников 3 выбирается три и более.
B подпятники 3 упираются стойки 4 многорычажных уравновешивающих месдоз 5, содержащих неравноплечие рычаги 6 и 7,1< > 12 и 14 > 1з например, с соотношением плеч 1: 10, опорные устройства 3 и 9, шарнирные связи 10, датчики 11 разбаланса с "флажками" 12 и усилителями 13, устройствами механического тарирования,например,пружинами 14, гайками 15 и 16 центра тяжести и начальной балансировки и катушки 17 электромагнитных компенсаторов 18, В исходном (ненагруженном) состоянии грузоприемной площадки 1 вес Рр последней уравновешен с помощью перемещаемых гаек 16 начальной балансировки, а также устройств 14 механического тарирования таким образом, что "флажки" 12 находятся в ненаклонном состоянии Лр = О, а выходные сигналы Ui усилителей 13 равны нулю
ui =О, "Флажки" 12, устройства 14 механического тарирования и катушки 17 компенсаторов 18 размещены для увеличения
1779943
55 чувствительности на последнем из длинных рычагов 7 месдоз 5.
Количество неравноплечих рычагов 6 и
7 выбирается два и более для того, чтобы обеспечить требуемое суммарное соотношение плеч, например 1: 10 или 1: 400, для обеспечения требуемого силового уравновешивания нагрузки малой силой электромагнитного компенсатора 18, например не более 5-10 Н.
Выходы 19 усилителей 13 электрически подключены через соответствующие катушки 17 компенсаторов 18 к общей точке 19 с суммирующим резистором 20 и с выходом
21 аналого-цифрового преобразователя (отсчетное устройство) 22, а выходы 23 усилителей 13 соединены с общей шиной (корпусом) 24 суммирующего резистора 20 и АЦП 22.
Масштабные резисторы 25 служат для регулирования равенства постоянных компенсаторов 18.
Работа весов происходит следующим образом.
На грузоприемную площадку 1 устанавливается измеряемый груз 2 с весом Р>, который распределяется через подпятники
3 на стойки 4, вызывая соответствующие дополнительные силовые реакции последних Яь причем в равновесном положении сумма всех реакций Ri должна быть равна весу Рх груза 2, ZR = Рх, поскольку вес Ро площадки 1 уравновешен гайками 16.
Под воздействием веса Рх груза 2, распределенного на стойки 4, рычаги 6 и 7 испытывают разбаланс, причем "флажки" 12 отклоняются на углы Лр, вызывая появление сигналов разбаланса h, L4X на датчиках 11 разбаланса.
Усилители 13 вырабатывают компенсационныетоки1ц, поступающие в катушки 17 электромагнитных компенсаторов 18 и суммирующий резистор 20.
Компенсационные усилия Fai катушек
17 с учетом неравноплечести рычагов 6 и 7 уравновешивают перемещения последних
Л р -«О и равны соответствующим реакциям стоек 4 ! л 12
Ri = — — F,.
bi л
Таким образом небольшие компенсационные усилия Fk величиной 5 — 10 Н уравновешивают нагрузки йь превосходящие их в
100 и более раз.
Отсчет показаний весов производится по АЦП 22 по формуле
Р— — к1 идцп=к1.к Хь = к2ZFk где К1 и Kz — масштабные коэффициенты;
R „ «» — сопротивление опорного резистора 20;
0дцц — показания АЦП 22.
Регулировка масштаба К1 и К2 ведется за счет изменения сопротивлений резисторов 20 и 25, Использование в предлагаемых весах вновь разработанных конструктивно-схемных решений позволяет получить высокую точность измерения массы (веса) больших навесок до 0,01-0,02 при измерении нагрузок до 100 — 500 кг и при большом удобстве наложения нагрузок на верхнюю грузоприемную площадку.
Предварительная оценка новых весов показывает, что они по сравнению с промышленным образцом большегрузных весов (Цифровые платформенные весы пьезоэлектрического типа. Каталожный лист ВДНХ СССР, 1979.) позволяют повысить точность в 3 — 4 раза при измерении нагрузок порядка 100 кг и выше.
Предлагаемые весы найдут и рименение в машиностроении, химической и перерабатывающей промышленности.
По предложению разработан технический проект.
Формула изобретения
Большегрузные автоматические весы, содержащие грузоприемную площадку, расположенный под ней весопередающий узел, выполненный в виде многорычажного механизма, связанного выходным рычагом с преобразователем перемещения, соединенным с усилителем, АЦП и устройство механического тарирования, о т л и ч а ющ и е с я тем, что, с целью повышения точности, в них введены суммирующий резистор и по крайней мере соответственно два весопередающих узла. два устройства механического тарирования, три электромагнитных компенсатора и три пары подпятников с призмой, подпятники которых закреплены на грузоприемной площадке по ее периметру, а каждая призма — на грузоприемном рычаге соответствующего многорычажного механизма, выходной рычаг которого связан с соответствующим устройством механического тарирования, причем каждый преобразователь перемещения выполнен в виде датчика разбаланса, один выход каждого усилителя через соответствующий электромагнитный компенсатор подключен к общей точке, соединенной с входами суммирующего резистора и АЦП, а второй выход каждого усилителя и выходы суммирующего резистора и АЦП соединены с общей шиной в виде корпуса.
