Электрический преобразователь веса

 

с/ ts>a i екя

Союз Советски к

Социалистических

Республик »717555

ЙЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.

G 01 G 13/28 (22) Заявлено 07,08.78 (21) 2655867/18-10 с присоединением заявки K

Гевудервтееиньй комитет

СССР пв делам изобретений и вткрнтнй (23) Приоритет

Опубликовано 25.02,80. Бюллетень М 7 (53) УДК 681.269 (088.8) Дата опубликования описания 25,02.80

Ф».»

А. М. Кац, М. И. Френкель, А. Е. Демкин, Г. Л. Фурер, .

Л, Ш. Бородовский и P. Ш. Блиндер (72) Авторы изобретения

Научно- исследовательский институт строительного производства

Госстроя Украинской ССР и Киевский опытный завод порционных автоматов им. Ф.Э.Дзержинского (головной завод) п/о "Веда"

1 (7l) Заявители (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВЕСА

Изобрегение относится к области весоизмеригельной техники и может быть использовано в системах авгоматического управления весовыми порционными дозаторами, имеющими циферблатные указатели веса.

Известны преобразователи для измерения углового перемещения (1), содержащие сельсин, связанный с осью стрелки циферблатного указателя веса. В этих устройствах угловое положение стрелки передается на ротор сельсина, который питается от источника многофазного напряжения и работаег в режиме фазовращателя.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению являегся электрический преобразователь веса (2), содержащий в качестве датчика сельсин-фазовращагель, ротор которого соединен с осью циферблагного указателя веса, последовательно включенные задающий генератор, делигель частогы, формирователь ступенчатого квазисинусоидального напряжения, подключетщый к трехфазной обмогке сельсина, выходная обмотка которого подктпочена к фильтру низких частог и через него к нуль-органу, выход которого подключен к формирователЮ ши/ ротно-импульсного представления веса, второй вход Koroporo через формирователь начала отсчета подключен к выходу задающего генератора, формирователь число-импульсного представления веса, вход которого соединен с выходом формирователя широтно-импульсного представления веса, а выход — с блоком цифровой индикации.

Недостатком устройства такого типа является сравнительно малый диапазон функциональных возможностей.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Для этого в него введены формирователи цены деления, темпа индикации и не рабочего участка циферблатного указателя веса, регистр начала отсчета, блок ручного задания, выходы которого соединены соответственно, с входами формировате.лей цепи деления, темпа индикации, не рабочего участка циферблатного указателя веса и регистра начала отсчета, второй вход которого соединен с выходом нуль-органа, выход — с вторым входом формирова геля начала отсчета, тоетий вход которого объединен с трегьим вхо71755 дом регйстра начала, причем выход задающего

"""гейератора подключен непоСредственно к чет вергоЯу - входу регистра начала огсчета, а через форМирователь цены деления на второй вход формиррбвателя число-импульсного представления веса, выход формирователя начала отсчега через формирователь темпа индикации включен на второй вход блока индикации, при этом выход формирователя не рабочего участI ка циферблатного указателя веса включен на

10 третий вход блока индикации, а второй и трегий входы — соответственно на выходы формирователей темпа индикации и число-импульсного представления веса.

На чертеже представлена 6éîê-схема предложенного устройства.

Устройство состоит из задающего генератора

1, делителя часгогы 2, формирователя 3 кваэисинусоидального напряжения, сельсина. 4, фильтра 5 низких частот, формирователя 6 начала ог- 20 счета, регистра начала отсчета 7, нуль-органа 8, формирователя 9 цены деления, формирователя 10 широтно-импульсного представления веса,, формирователя 11 число-импульсного представления вес», формирователя 12 темпа индикации, формирователя 13 нерабочего участка циферблатного указателя веса, блока 14 цифровой индикации, блока ручного задания 15. . Задающий генератор 1, делитель частоты 2 л

З0 и формирователь 3 квазисинусоидального напряжения соединены последовательно. Выход формирователя 3 квазисинусоидального напряжения соединен с трехфазной обмоткой сельсина 4, porop которого соединен с осью циферблатного указателя веса (вход А). Выходная обмотка сельсина 4 подключена к последовательно включенным фильтру S низкой частоты и нуль-органу 8. Входы регистра начала отсчета 7 соединены с задающим генератором I „фор40 мирователем квазисинусоидального напряжения

3, нуль-органом 8 и блоком ручного задания

15, а по входу В с внешним сигналом "пуск".

Выход регистра 7 соединен с формирователем

6 начала отсчета, другие входы которого соединены с задающим генератором 1 и формирова телем"квазисинусоидальйого напряжения 3. Выход формирователя начала отсчета 6 соединен с формирователем ц1иротно-импульсного представления веса 10; другой вход которого подключен к фильтру 5 низкой частоты, а выход соединен с формирователем чйсло-импульсного предсгавления веса 11. Другой вход формирователя 11 соединен с формирователем цены деления 9, входы которого соединены с задающим генератором 1 и блоком ручного задания

15. Входы формирователя 12 темпа индикации соединены с формирователем начала отсчета 6 и блоком ручного задания 15, а выход — с формирова гелем нерабочего участка циферблатного указагеля веса 13 и блоком 14 цифровой индикации, другие входы которого соединены . с формировагелем число-импульсного представления веса 11 и формирователем 13 нерабочего учасгка циферблатного указателя веса. Остальные входы формирователя 13 соединены с

r ф Грмировагелем число-импульсного представления веса 11 и блоком ручного задания 15.

Входы блока ручного задания 15 подключены. к внеШним сигналам, определяющим положение начала отсчета (вход Б), цену деления ,(вход 1) величину нерабочего участка циферблатного указателя веса (вход Д), гемп индикации (вход Е)

Устройство работает следующим образом.

Импульсы от задающего генератора 1 поступают на делитель частоты 2 и формирователь 9 цены деления. Делитель частоты 2 производит формирование необходимых частот для работы формирователя 3 грехфазного кваэисинусоидального напряжения. Формирователь 3 преобразует последовательносгь импульсов в квазисннусоидальный сигнал, предсгавляюший собой ступенчатую аппроксимацию синусоиды (амплигуды ступеней изменяются по синусоидальному закону). Благодаря тому, что указанная операция выполняегся с цифровыми элементами, обеспечиваегся высокая стабильность фазового сдвига между пигаюшими напряжениями сельсина, практически не зависящая or частоты задающего генератора.

Напряжение с формирователя 3 поступает на трехфазную обмотку сельсина 4, который работаег в режиме фаэовращателя. Ось ротора сельсина непосредственно соединена с осью весовой стрелки циферблатного указателя дозагора (вход А), что обеспечивает передачу углового положения стрелки на сельснн-фазовращатель.

Выходное напряжение с сельснна пропускается через фильтр 5 низких частот, который выделяет из квазисинусоидального напряжения основную (первую) гармонику. Синусоидальный сигнал на выходе фильтра имеет стабильную амплитуду и фазовый сдвиг, пропорциональный весу дозируемого магериала. Нуль-орган 8 фиксирует момент прохождения синусоиды через нуль при нарастании напряжения, который изменяегся в пределах периода пигающего напряжения в соответствии с фаэовым сдвигом. Опорный импульс для отсчета фазового сдвига фор1 мируегся в определенный момент периода питающего сельсин напряжения в блоке 3. Начало отсчета ("0 шкалы преобразовагеля) формируется в блоке 6. Требуемый момент начала отсчета может регулироваться в пределах всего периода питающего напряжения (or 0 до 360

/ угла поворога весовой стрелки) с дискретносгью, определяемой периодом задаюгцего генерагора 1 и равной в единицах угла поворога

-e bcHHa Ч

"э ч.5 где N — коэффициенг деления частоты блока

2;

N — число ступенек одного периода питающего квазисинусоидального напряжения, формируемого формирователем 3.

Основу формирователя 6 составляет счетчик и индикатор совпадения кода, фиксирующий момент совпадения (с блока 7) кода с состоя нием счетчика. Опорный импульс с формирова15 теля 3 устанавливает счетчик каждый период в "0". На счетный вход счетчика подаются импульсы с генератора 1. Когда состояние счетчика совпадает с кодом, поступающим с регистра

7, формируется импульс начала отсчета, сдвинугый по огношению к опорному импульсу на величину, пропорциональную коду регистра 7.

Код регистра 7, определяющий положение начала огсчега, может задаваться или вручную

25 путем набора его на блоке 15 или автоматически. При автомагическом задании начала отсчета в регисгре 7 устанавливается код, соответствующий числу импульсов, поступивших в счетчикрегистр 7 блока в промежугке между опорным зо импульсом (блок 3) и импульсом с нуль-органа 8 в том периоде питающего напряжения, который следует непосредственно после появления сигнала "пуск" (вход В). Таким образом, на счегчике регистра 7 фиксируется код, характе.

35 ризующий положение сельсина в момент пуска.

Пусковой сигнал можег формироваться по разным условиям, например, датчиком, который дает импульс при прохождении весовой стрелки через нуль шкалы. Сигнал пуска можно да40 вать в моменг включения загрузки в дозатор очередного компонента, что позволяет производип отсчет показаний весов огдельно для загружаемого затем магериала.

Введение регулируемого начала отсчета поз- воляег исключить аддигивную погрешносгь преобразовагеля, определяемую дрейфом "нуля", и усгранигь механическую насгройку "нуля" преобразователя путем подгонки взаимного поло50 жения осей циферблатного указателя и сельсина.

Импульс начала отсчета поступает в формирователь 10 широтно-импульсного представления веса, где формируются периодические импульсы начинающиеся по импульсу начала блока 6 и заканчивающиеся по импульсу нуль-.органа 8, имеющие длительность, пропорциональную фазовому сдвигу выходного сигнала сельсина 4.

Формировагель 9 цены деления путем понижения частогы задающего генератора 1, например, с помощью двоичного умножителя, в соогветствии с кодом из блока ручного задания

15, устанавливаемому по входу Г, формирует последовательность импульсов с частотой, гребуемой для отсчета измеряемого сигнала в натуральных единицах веса.

Такое формирование счетных импульсов снимает ограничения в части применения преобра. зователя с различными циферблатными указателями веса и исключает погрешность от нестабильности частоты задающего генератора 1.

Заполнив широтно-импульсный сигнал из формировагеля 10 счетными импульсами формировагеля 9, в формирователе 11 получаем прецсгавление веса в число-импульсной форме.

Сигналы с формировагеля 11 поступают в блок цифровой индикации 14. Блок индикация производит вывод результатов измерения на цифровую индикацию в темпе, определяемом формирователем 12 темпа индикации. Формирователь 12 представляет собой делитель часто/ гы импульсов начала отсчета (блок 6) на величину, определяемую кодом, который подается из блока 15 в соогветствии с заданием, усганавливаемым ло входу Е. Этот код устанавливается в соотвегствии с «ребуемым темпом вывода цифровой индикации текущего веса, Блок индикации 14 включает в себя счетчик с де)дифрагорами и элементами цифровой индикации, а также элементъ| коммутации, пропускающие на счетчик входные сигналы по разрешению из блока 12.

Формирователь 13 нерабочего участка циферблатного указателя веса 13 обеспечивает исключение из показаний преобразователя нерабочего участка циферблагного указателя веса дозатора. Для этого импульс начала отсчета показаний формируется в блоке 6 не в начале шкалы, а смещается к началу нерабочего участка цифеоблатного указагеля веса. Величина зоны регулируется путем изменения цифрового задания блока 15 по входу Д в зависимости от применяемого циферблатного указателя веса. Формировагель 13 выполнен аналогично формирователю 6 в виде счетчика с индикатором совпадения кода. Импульсом начала, пропускаемым через блок 12, этот счетчик устанавливается и "0". Далее на счетчике идет подсчет импульсов, поступающих с блока 11, до момен- та совпадения состояния счетчика с кодом нерабочего участка циферблатного указателя веса (ввод Д). В этом интервале времени блок индикации 14 удерживается в исходном состоянии, соответствующем индикации нерабочего участка.

; ф э

7 ",. ": "- 71

°

По появлейии сигиа1а с йндйквтора совпадения кода формирователя 13 снимается блокировка с блока 14 и в остмийуюся часть периода ведется подсчет ймпульсов с блока 11. Полученное на счетчике число .соответствует показаниям весов и сохраняется до нового импульса индикации с блока 12.

Формула изобретения

Электрический преобразователь веса, содержащий в качестве датчика сельсин-фазовраша1ель. ректор которого соединен с осью цифер.блатного указателя веса, последовательно включенные задающий генератор, делитель частоты, формирователь стуйенчатого квазйсййусоидаль ного напряжения, подключенный к трехфазной обмЬтке с6льсина, выходная обмотка которого подключена к фильтру низких частот и через

Herо "к NjMh-органу, вьЖод которого подклю чен к формирователю широтно-импульсного

-представления веса, второй вход которого че, рез формирователь начала отсчета подключен к

"" выходу задающего генератора, формирователь

= чйсло= ймпульсного "пре11ставлеюя веса, вход которого соединен с выходом формирователя широтно-импульсного представления веса, а выход с блоком цифровой индйкайии, о тл и чающи и ся"- ; что, с целью расширения функциональных возможностей в него введены формй1эователи -цени деления, темпа индикации и нерабочего участка циферблатного указателя

8 веса, регистр начала отсчета, блок ручного задания, выходы которого соединены соответственно с входами формирователей цены деления, гемйа индикации, нерабочего участка циs ферблатного указателя веса и регистра начала отсчета, второй вход которого соединен с выходом нуль-органа, выход — с вторым входом формирователя начала отсчета, третий вход когорого объединен с третьим входом регистра начала отсчета, причем выход задающего гене " " ратора подключен непосредственно к четвертому входу регистра начала отсчета, а через формирователь цены деления на второй вход формирователя число-импульсного представления веса, выход формирователя начала отсчета через формирователь темпа индикации включен на второй выход блока индикации, при этом выход формирователя нерабочего участка циферблатного указателя веса включен на третий вход блока индикации, а. второй и третий входы соответственно на выходы формирователей темпа индикации и число-импульсного представления веса.

Источники информации, ""принятые во внимание при экспертйзе

1. Авторское свидетельство СССР Х 523301, кл. G 01 G13/28,,1976.

2. Титис Э. И. Преобразователи информации для электронных цифровых, вычислительных устройств. "Энергия /, M., 1970, с. 253 (прототип).

l 1

ЦНИИПИ Заказ 9824/56 - Тираж 713 Подписное

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