Устройство для взвешивания

 

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Республик

«»711371 (63) Дополнительное к авт. саид-ву (22} Заявлень05.09,77 (21) 2520134/18-10 с присоединением заявки Мо (23) Ррнорнтет

Опубликовано 25,01.80, бюллетень М 3

Дата опубликования описания 2501.80 (51)hA. Кл.2

G G 19/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.26 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.A Ференец и P Â. Галанский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЗВЕШИВАНИЯ

Изобретение относится к измерению массы и может найти применение при взвешивании и учете транспортных средств.

Известно устройство для учета авто- транспорта, использующее магнитоупругие датчики веса, размещаемые, например, в нижней части и связанные с вторичным прибором (1).

Однако это устройство не обладает необходимой высокой надежностью и точностью измерений, что связано с воздействием на датчики изменений температуры, влажности воздуха и оста- 15 точных деформаций, изменяющихся со временем.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является 20 устройство для взвешивания, содержащее датчик, выполненный в виде упругой оболочки, образующей заполненную воздухом или нейтральным газом гер-. метичную камеру, термоанемометрический преобразователь, электроизмерительную схему, блок обработки электрических сигналов, возбудитель динамических изменений давления и управляющий генератор частоты (2j. 30

Однако это устройство также не обеспечивает достаточной точности измерения и помехоустойчивость.

Цель изобретения — повьпаение точности измерения и помехоустойчивости, Это достигается тем, что в термоанемометрический преобразователь введены .пневматически связанные между собой генератор опорного давления, измерительная и опорная терморезисторные камеры с размещенными в них терморезисторами, электрически соеди-. ненными с электроизмерительной схемой, управляемые струйные измерительный и опорный резисторы и дифференциальные измерительный и опорный контуры, связанные соединительными каналами. Генератор опорного давления выполнен из камеры опорного давления, дифференциального нагнетателя, камерй пневмодиода и канала питания, управляемые струйные измерительный и опорный резисторы выполнены из струйных сопел, струйных камер и приемных

:сопел, а дифференциальные измерительный и опорный контуры выполнены из входных, управляющих сопел и глухих камер, в которых оси входного и уп равляющих сопел пересечены с осью

711371 струйного и приемного сопел в струйной камере.

Предложенное устройство схематически изображено на чертеже.

Устройство для взвешивания содержит датчик„ выполненный в виде упругой оболочки 1, образующей заполненную воздухом или нейтральным газом герметичную камеру А, термоанемометрический преобразователь 2, электроиэмерительную схему 3, блок 4 обра" р ботки электрических сигналов, управляемый генератор 5 колебаний, возбудитель б динамических изменений давления. Термоанемометрический.преобразователь 2 предназначен для преобразования скорости изменения давления газа в камере А в электрический сигнал. Блок 4 обработки электрических сигналов выдает сигналы, определяющие массу взвешиваемых объектов. Управляемый генератор 5 колебаний формИИ рует сигналы постоянной частоты или амплитуды с изменяющимся одним нз этих параметров через цепь обратной связи. Возбудитель б формирует динамические изменения давления в каме- Я5 ре h. Термоанемометрический преобразователь 2 содержит измерительный 7 и опорный 8 терморезисторы, электрически соединенные с электроизмерительной схемой 3. В термоанемометрический преобразователь 2 входит генератор 9 опорного давления. Он состоит иэ дифференциального нагнетателя 10, например, электромагнитного с мембраной или пьезокерамического. Дифференциальный нагнетатель 10 делит камеру генератора 9 опорного давления на камеру опорного давления В и на камеру пневмодиода

11. Камера опорного давления В предназначена для создания газового 4Q потока переменного давления. Газовый поток переменного давления необходим для компенсации в электроиэмерительной схеме 3 шумового сигнала, поступающего от термореэистора 7 за счет переменного давления в камере

А, создаваемого возбудителем б. . Камера пневглодиода 11 создает газовый поток постоянного давления, предназначенный для создания в исходном состоянии одинакового потока, циркулирующего по измерительному и опорному, замкнутому, симметричному контуру, создавая одинаковые условия для охлаждения разогретых термореэисторов 7 и 8. К камере пневмодиода

11 примыкает канал 12 питания. Канал 12 питания выполнен э виде разветвителя и оканчивается струйными измерительным 13 и опорным 14 соплами. Струйное измерительное сопла 6О

13 переходит э термоанеморезисторную камеру 15. Струйное опорное солло

14 переходит в термоанеморезисторную камеру 16. 8 термоанеморезисторных камерах 15, 16 располагаются термо65 резисторы 7, 8. К камерам 15, 16 примыкают соот вет ст вен но струйные сопла 17, 18, последние переходят в струйные измерительную 19 и опорную 20 камеры. К струйным камерам 19, 20 примыкают приемные сопла 21, 22.

Струйные камеры 19, 20, струйные

17, 18 и приемные 21, 22 сопла конструктивно представляют управляемые струйные измерительный и олорный резисторы, соответственно. Оси струйных сопел 17, 18 совмещены с осями приемных сопел 21, 22. Управляемые струйные измерительный и опорный резисторы предназначены для формирования пневматического сигнала рассогласования, который с помощью терморезисторов 7 и 8 преобразуется в электрический сигнал ° Струйная измерительная камера 19 через входное сопло 23 переходит в глухую изме-рительную камеру 24. Входное 23 и управляющее 25 сопла с глухой измерительной камерой 24 представляют дифференциальный измерительный контур„ предназначенный для дифференцирования измерительного сигнала и управления струйным измерительным резистором. Ось входного сопла совмещается с осью управляющего сопла.

Струйная опорная камера ?0 через входное сопла 26 переходит в глухую опорную камеру 27. Входное сопло

26 и управляющее солло 28 с глухой опорной кам;рой 27 представляют дифференциальный опорный контур, предназначенный для дифференцирования опорного сигнала и управления струйным опорным резистором. Приемное солло 21 каналом 29 соединяется с одним входом лодсасывания камеры лневмодиода 11. Приемное сипло 22 канала 30 соединяется с другим входом лодсасывания камеры пневмоднода 11. С помощью каналов 29 и

30 образуются замкнутые, симметричные контуры расхода газа ° Струйная измерительная камера 19 через управляющее солло 25 и канал 31 соединяется с герметичной камерой А для подачи измеряемого сигнала в виде переменного давления газа. Струйная опорная камера 20 через управляющее солло 28 и канал 32 соединяется с выходом переменного давления генератора опорного давления для подачи опорного сигнала в виде переменного давления .газа. Ось управляющей струи, вытекающей из сопел 25, 28, пересекается с осью питающей струи, вытекающей из сопел 17, 18.

Работа устройства осуществляется следующим.обраэОм.

В исходном состоянии, когда транспортное средство отсутствует, сила

Р, воздействующая на поверхность упругой оболочки 1, равна нулю. В камере

А газ находится с начальным давлением Р, . Динамические изменения давле

711371 ния, создаваемые возбудителем 6 под воздействием управляющего генератора 5 колебаний через герметичную камеру А воздействуют на термоанемометрический преобразователь 2. За счет опорного источника давления, создаваемого дифференциальным нагнетателем 10, термоанемометрический преобразователь 2 уравновешивается, на выходе бло .à 4 обработки сигналов устанавливается нулевой сигнал.

При взвешивании объекта нагрузка F воздействует на упругую оболочку датчика 1. Поверхность ее деформируется и находится в прогнутом состоянии до тех пор, пока на ней находится взвешиваемый объект. При этом внутри герметичной камеры А увеличивается давление Рл, а объем камеры уменьшается. Давление внутри камеры А становится равным Рд +ьРд, что приводит к изменению расхода газа через струйное сопротивление

Rq 23/25 эа счет изменения динамического давления, создаваемого возбудителем 6 внутри герметичной камеры A. Это в свою очередь вы бывает отклонение питающей струи из сопла

17 под действием управляющей струи из сопла 25, в то время как величина расхода газа остается постоянной. При отклонении питающей струи увеличивается величина управляемого струйного сопротивления R 17/21, а отсюда R = R + R 17/21,где R пневматическое сопротивление термоанемореэисторной камеры 15 с соплом 13; " 17/21 — управляемое струйное сопротивление, образованное соплами 17,21.

Увеличение R приводит к уменьшению расхода газа через термоанеморезисторную камеру 15 на некоторую величину Ь G, в то время как величина расхода газа через управляемое струйное сопротивление R 18/22 и опорную термоанеморезисторную камеру 16 остается постоянной. Это вызывает изменение условий для охлаждения терморезистора 7. При.этом равенство .сопротивлений термореэисторов 7, 8 нарушается. 3а счет разницы сопротивлений термореэисторов

7, 8 на вход электроизмерительной схемы 3 поступает сигнал разбапанса, где он выделяется. С выхода измерительной схемы 3 сигнал разбаланса поступает на вход блока 4 обработки электрических сигналов, а далее на управляемый генератор 5 и воэбу20

ЗО

4S

5О

55 дитель 6 динамических изменениЯ давления.

Под деЯствием сигнала разбаланса изменяется один из параметров возбудителя 5 (частота или амплитуда колебаний), так что создается условие равенства измерительного и опорного сигналов и устройство уравновешивается. Сигнал раэбаланса на выходе блока обработки электрических сигналов является линейной функцией силы F.

Формула изобретения

Устройство для взвешивания, содержащее датчик, выполненный в виде упругой оболочки, образующей заполненную воздухом или нейтральным газом герметичную камеру, термоанемометрический преобразователь, электрон э мерительную схему, блок обработки электрических сигналов, возбудительь динамических изменений давления и управляющий генератор частоты,отличающееся тем, что, с целью помехоустойчивости и повышения точности, в термоанемометрический преобразователь введены пневматически соединенные между собой генератор опорного давления, измерительная и опорная термореэисторные камеры с размещенными в них терморезисторами, электрически соединенными с электроизмерительной схемой, управляемые струйные измерительный и опорный резисторы и дифференциальные измерительный и опорный контуры, связанные соединительными каналами, причем генератор опорного давления выполнен из камеры опорного давления, дифференциального нагнетателя, камеры пневмодиода и канала питания, управляемые струйные измерительный и опорный резисторы выполнены из струйных сопел, струйных камер и приемных сопел, а дифференциальные измерительный и опорный контуры выполнены из входных, управляющих сопел и глухих камер, в которых оси входного и управляющих сопел пересечены с осью струйного и приемного сопел в струйноЯ камере.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 207739, кл. G 01 G 19/12, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2384030/18-10, кл. G 01 G 19/02,19 76 (прототип) .

711371

Заказ 8995/26

Тираж 713 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д» «4 5

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

Составитель Вайншенкер

Редакто A. Шмелькин Техред М.Келемеш Корректоо В.Бутяга