Весоизмерительное устройство

 

... 9,1. ч

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслу6лик ("1 667819

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.01.78 (21) 2566379/18-10 с ирисоединенис м заявки Х< (23) Приоритет —— (51) М. Кл.

G 01 G 9/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.269 (088.8) Опубликовано 15.06.79. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 25.06.79 (721 Авторы изобретения

А. В. Назаренко, О. Б. Харитонов и А. М. Лопатин (71) Заявитель (54) ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРО1 .(СТВО

Изооретение относится к области весоизмерительной техники.

13BccTHbI силоизмерительные устройства, содержащие упругий элемент с емкостным датчиком, подключенным к измерительной схеме (1).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является весоизмерительное устройство, содержащее основной упругий элемент с емкостным преобразователем, подключенным к мостовому измерителю емкости, и узел компенсации вибропомехи (2).

В известном устройстве узел компенсации вибропомехи выполнен в виде дифференциà lbHoI маночетра, установленного между упругим элементом и измеряемой массой.

Такое выполнение устройства ие обеспечивает требуемую точность, так как при последовательном относительно действии нагрузки включения упругого элемента и дифманометра точки приложения к ним вибропомехи не совпадают, что вызывает фазовые и амплитудные искажения в сигналах ем костных преобразователей.

Для повышения точности предлагаемое устройство снабжено гидравлическим демпфером с цилиндроч, расположенныч на ос новноч упругом элечеите. а узет компенсации вибропомехи I31>IHoлнеH в виде дополнительного упругого элемента с ечкостныч преоорd:3(1I3ателеч, идентll÷ныч ечкостному преобразователю осH()BH(1(упругого элемента, и связанного по линии приложения нагрузки с IlopHIHeil гидравлического демпфера, причеч ечкостные иреооразоватсли включены в противоположные плечи мостового изIcpHTcëÿ емкости. (о

На чертеже показано описываемое устройство.

Устройство состоит из основного упругого элемента с с чкостныч преобразователеч 2, подключенHIë÷ к одночу из плеч мостового измерителя ечкости 3, дополнительного упругого элемента 4 с емкостным преобразователем 5, подключенныч к противоположному плечу чостового изчерителя емкости 3. Дополнительный упругий элечент 4 и основной упругий элемеHT 1 прикреплены к общему подвесу 6. В основном упругом элементе 1 со стороны подвеса измеряемой массы 7 установлен .силиндр 8 п(дравлического демпфера 9 с вязкой жидкостью, в котором на667819

Формула изобретения

3 ходится поршень 10, жестко прикрепленный к дополнительному упругому элементу 4.

Работает устройство следующим образом.

При присоединении измеряемой массы 7 к упругому элементу 1 происходит деформация основного упругого элемента и дополнительного упругого элемента 4 и пропорциональное этой деформации увеличение емкостей преобразователей 2 и 5. Через некоторый промежуток времени, определяемый жесткостью дополнительного упругого элемента 4 и гидравлическим сопротивлением 1р демпфера 9, дополнительный упругий элемент 4 возвращается в исходное состояние.

При отсутствии внешних возмущений со стороны подвеса 6 деформация упругого элемента 1, пропорциональная измеряемой массе, измеряется емкостным преобразователем 2 и мостовым измерителем емкости 3.

При возбуждении подвеса 6 внешней вибропомехой возникают динамические колебания систем: основной упругий элемент 1 — масса 7 и дополнительный упругий элемент 4— масса поршня 10, в результате чего в сигналах преобразователей 2 и 5 появляется колебательная составляющая. Компенсация колебательной составляющей в сигнале преобразователя 2 возможна в случае, когда в сигнале преобразователя 5 появляется колебательная составляющая, аналогичная по фазовым и амплитудным характеристикам, Условие компенсации может быть получено из анализа колебательного движения систе- >0 мы в предположении, что системы имеют одну степень свободы, а помеха, имеющая гармонический характер, поступает только через подвес 6 одновременно на обе колебательные системы. При кинематическом возмущении, когда точка подвеса 6 совершает заданное движение х = хо (t) дифференциальные уравнения движения имеют вид:

+ — (xg — xg) + х1 = хо, где mi — измеряемая масса 7; w> — масса поршня 10; х1, х, х,; х х1, .хг — пере- 4р мещения, скорости и ускорения соответствующих масс; с1 и с — коэффициенты жесткости соответствующих упругих элементов; К вЂ” коэффициент трения.

Из самой системы уравнения очевидно, is что при ф = ф (равенство собственных частот колебаний системы 1 — 7 и 4 — 10) и значении К >О системы в колебательном

4 отношении эквивалентны и, следовательно, амплитуды и фазы колебаний совпадают.

В этом случае для осуществления компенсации достаточно выполнить емкостные преобразователи с одинаковой чувствительностью к перемещению и включить их в противоположные плечи моста. При необходимости расширения диапазона компенсации (для случая неравенства собственных частот колебаний систем) необходимо увеличить значение к известными способами (увеличением вязкости жидкости, диаметра и высоты поршня, уменьшением кольцевого зазора между поршнем и цилиндром гидравлического демпфера) . Предельное значение к должно соответствовать случаю, когда упругий элемент 1 не нагружен массой 7, имеет более высокую собственную частоту, чем система 4 — 10, вследствие чего необходимо демпфировать колебания дополнительного упругого элемента 4 относительно упругого элемента 1 для обеспечения требуемой точности измерений. Это значение может быть найдено из известных соотношений для гидравлических успокоителей колебаний весовых систем.

Весоизмерительное устройство, содержащее основной упругий элемент с емкостным преобразователем, подключенным к мостовому измерителю емкости, и узел компенсации вибропомехи, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено гидравлическим демпфером с цилиндром, расположенным на основном упругом элементе, узел компенсации вибропомехи выполнен в виде дополнительного упругого элемента с емкостным преобразователем, идентичным емкостному преобразователю основного упругого элемента, и связанного по линии приложения нагрузки с поршнем гидравлического демпфера, причем емкостные преобразователи включены в противоположные плечи мостового измерителя емкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Агейкин Д. И. и др. Датчики контроля и регулирования. М., «Машиностроение», 1965, с. 202 — 209.

2. Авторское свидетельство Хо 440563, М. Кл G 01 G 7/ОО, 1972.

667819

Со ста в ител ь В. Ш и ршо в

Техред О. Луговая Корректор А. Гриценко

Тираж 765 Подписное

Редактор С. Хейфиц

Заказ 3449/35

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4