Устройство для взвешивания в условиях колебания грузов

 

Союз Советских

C îöèàëèñòí÷åñêèê

Республик) ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<„>765662 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 221177 (21) 2545908/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 230980, Бюллетень ¹ 35 (53)м. к.

G 01 С 1/22 1 () Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК б81 ° 289 (088.8) Дата опубликования описания 250980 (72) Авторы изобретен и я

И. И. Кринецкий, A. В. Скалевой и B. В. Скалевой

Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический

{71) Заявители институт и Одесский технологический институт холодильной промышленности (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЗВЕШИВАНИЯ В УСЛОВИЯХ

КОЛЕБАНИЯ ГРУЗОВ

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для взвешивания в условиях колебания грузов (на плавучих транспорт-5 ных средствах, на кранах и т.п.).

Известное устройство, содержащее основные и дополнительные силопреобраэователи не обеспечивает необходимой

/ точности взвешивания (11 . l0

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для взвешивания в условиях колебания грузов, содержащее автокомпенсатор, состоящий иэ последователь- 15 но включенных входной цепи, нуль-органа, выходного узла, делителя, выход которого включен на вход входной цепи, блок основных и блок дополнительных силопреобразователей, согласующий2O блок Г 23 .

Недостатками устройства являются сравнительнр низкая точность измерения и сложность в изготовлении и эксплуатации. 25 цель изобретения — повышение точности измерения и упрощение конструк ДИИ °

Для достижения этой цели в устройство введены узел суммирования и делитель напряжения, один иэ входов которого подключен к выходу с дополнительных силопреобраэователей через согласующее устройство, другие — к выходному узлу автокомпенсатора, причем входы узла суммирования подключены к выходу основных силопреобраэователей и выходу делителя напряжения, а выход связан со вторым входом входной цепи автокомпенсатора. На фиг. 1 приведена конструкция предлагаемого устройства; на фиг. 2 — его блок-схема. устройство имеет весовую платформу 1, опирающуюся на основные {измерительные) силопреобразователи 2

,например, тенэорезисторные силопреобразователи), на которые наложен измеряемый груз 3 неизвестной массы

m Дополнительная платформа 4, опирающаяся на силопреобраэователи 5 (аналогичные силопреобраэователям 2), нагружена контрольным грузом б с постоянной массой mo. В статических условиях силопреобразователи 5 с наложенным на платформу грузом балансируются на нуль выходного напряжения.

Выход силопреобразователей 2 подключен к одному из входов узла суммиро765662

15 ния 7. Силопреобраэователи 2 и 5 жест20

30 пропорциональна; массе m и, например, 40

Uxð bU» (Ц а

" Uq„

"-ания 7, выход которого связан с автокомпенсатором (выделен на фиг. 2 пунктирной линией). Автокомпенсатор состоит иэ входной цепи 8, нуль-органа 9, выходного узла, выполненного, например, в виде реверсивного счетчика 10 и измерительного делителя 11, который вырабатывает компенсирующее напряжение ц„, пропорциональное массе m x взвешиваемого груза 3. Вход делителя напряжения 12 соединен с выходом дополнительных силопреобразователей 5 через согласующее устройство

13, а его управляющие входы соединены с реверсивным счетчиком 10 выходного узла автокомпенсатора. Кроме того, выход делителя напряжения подключен к второму входу узла суммировако связаны между собой (например, по основанию весоиэмерительного устройства), в связи с чем два груза 3 и 6

° испытывают одинаковые возмущения в динамике перемещения основания весов.

Устройство работает следующим образом.

В условиях колебания основания весов под действием взвешиваемого груза

3 массой а» на выходе основных силопреобразователей 2 возникает напряжение. U „= 0 „+ +ь Ux, состоящее из постоянной составляющей "xo пропорциональной массе а „ и ускорению cBQ бодного падения, и составляющей динамической помехи +aU„, которая также ускорению колебательного движения основания весов. Полученное напряжение можно выразить через параметры весов » (»(— ) где 0 к и k U „н — постоянная и переменная составляющие напряжения, соответствующие предельной нагрузке на платформе 1 грузом массой а пн, коэффициент нагрузки весов, изменяющийся от нуля (весы разгружены) до единицы (предельная нагрузка на весы).

На выходе дополнительных силопреобразователей 5 в этих же условиях колебания основания весов возникает напряжение помехи +U, пропорциональное воздействию контрольного груза 6 с постоянной массой m из-за ускорения колебательного двйжения основания весов. Это напряжение подается через согласующее устройство 13 на делитель

12 и делится пропорционально массе в взвешиваемого груза 3 до значения х

+ ь U = g р„ь Ор, поскольку делитель

12 связан с реверсивным счетчиком 10 выходного узла автокомпенсатора, покаэания которого в данном случае со50 О ответствует взвешиваемому грузу массой m . Затем выходное напряжение делителя суммируется в узле суммирования 7 с выходным напряжением основных силопреобраэователей 2 в противофазе

Помехе «+ g U x . Следовательно, напряжение, поступающее с выхода узла суммирования 7 на входные цепи 8 автокомпенсатора, будет равно

u„„-u„0- u„=Р "И, или

u„=Uxî Р» U„„ "о), Для подавления динамических помех в напряжении Ох, поступающем на вход автокомпенсатора, при любых массах

m „ взвешиваемого груза 3 необходимо выполнить условие ьLI pq = h Ор что легко достигается при установочной регулировке коэффициента передачи согласующего устройства 7.

Иэ последнего выражения следует, что при изменении p x от нуля до единицы, т.е. при взвешивании грузов по .всему диапазону нагрузок весов, на вход автокомпенсатора поступает только постоянная составляющая напряжения

0 x = U хр без -составляющей динамической помехи.

Ниже приведен процесс взвешивания на численном примере. Предполагают, что весы рассчитаны на предельную нагрузку 10 т, а масса взвешиваемого груза составляет 5 т, т.е. равна половине предельного показания весов.

Весы установлены на судне, имеющем такой крен, что,наклон основания ве-. сов приводит к занижению показания весов на 10Ъ. До установки груза на весовую платформу показания автокомпенсатора были равны нулю, коэффициент передачи их делителя 12 также был равен нулю. При установке груза на платформу 1 на выходе основных силопреобразователей 2 появляется, например, полезный сигнал величиной

U х = 10 мВ и динамическая помеха (иэ-эа крена судна) величиной 1 мВ (энак помехи отрицательный, так как весы занижают показания). В тракте контрольного груза всегда сущест.вует сигнал помехи иэ-за крена судна и его величина уже на да существует сигнал помехи из-эа крена судна и его величина уже на выходе делителя 12 могла бы составить

Оо = 2 мВ, если бы .реверсивный счетчик 10 автокомпенсатора был полностью заполнен. Но так как до установки груэа на платформу показания счетчика пока равны нулю, на выходе делителя

12 сигнал помехи тоже будет равен нулю (plx О).

Теперь груз установили на платформу, и реверсивный счетчик начал заполняться, и начался процесс компенсации сигнала на выходе узла суммирования 7 сигналом U g, снимаемым с выхода измерительного делителя 11. В

765662 начальный момент Ilä = 10-1 = 9 мВ. предполагают, что в какой-то промежуточный момент реверсивный счетчик, увеличивая свои показания, достиг показаний 0,25. Теперь на вход узла суммирования 7 поступает сигнал помехи от контрольного груза величиной р„V о

0,25 х 2 = 0,5 мВ, в результате чего на входе автокомпенсатора будет сигнал не 9 мВ, а 9 + 0,5 = 9,5 мВ.

При достижении счетчиком показаний

0,4 от предела на входе автокомпенсатора сигнал в дальнейшем уже ста.нет равным 9 + 0,4 х 2 = 9,8 мВ. Наконец, при достижении счетчиком показаний 0,5 от предела сигнал на входе автокомпенсатора станет равным

9 + 0,5 х 2 = 10 мВ, т.е. автокомпенсатор будет показывать точное зна-. чение массы взвешиваемого груза 5 т.

Эдесь видно, что процесс установления пропорциональности между сигналами 20 помехи в обоих каналах неразрывно связан с процессом взвешивания.

При случайном изменении показаний счетчика от первоначальных показаний

0,5 к 0,6 предельного значения сигнал 25 на входе автокомпенсатора станет равным 9 + (0,6 х 2) = +10,2 MB. Поскольку приняли показания счетчика 0,6, на выходе делителя 11 будет напряжение

12 мВ. Это значит, что на входную 3( цепь 8 действуют два напряжения: одно равно 10,2 мВ со знаком "плюс", а другое — 12 мВ со знаком "минус". Результирующее напряжение на выходе цепи 8 будет 1,8 мВ и нуль-орган 9 из35 менит направление счета реверсивного счетчика 10 на вычитание импульсов, т.е. счетчик 10 будет уменьшать свои показания (не увеличивать, а уменьшать), Пусть даже показания счетчика уменьшились до 0,501 (т.е. чуть-чуть 40 больше правильного показания 0,5), то и в этом предельно близком (но все же большем) показании на первый вход схемы 8 будет поступать 9 + (0,501 х к 2) = +10,002 мВ, а компенсирующее напряжение на втором входе схемы 8 будет равно -10,02 МВ, т.е. оно и в этом весьма неблагоприятном случае будет больше измеряемого на величину

0,018 мВ. Следовательно нуль-орган 9 будет указывать на выполнение операции вычитания. Лишь при значении счетчика 0,5 произойдет точная компенсация измеряемого сигнала, и счетчик

10 остановится в этом положении.

Формула изобретения устройство для взвешивания в условиях колебания грузов, содержащее автокомпенсатор, состоящий из последовательно включенных входной цепи, нуль-органа, выходного узла и делителя, выход которого включен на вход входной цепи, блок основных и блок дополнительных силопреобразователей, согласующий блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения конструкции, в него введены узел суммирования и делитель напряжения, один из входов которого подключен к выходу с дополнительных силопреобраэователей через согласующее устройство, другие — к выходному узлу автокомпенсатора, причем входы узла суммирования подключены к выходу блока основных силопреобразователей и выходу делителя напряжения, а выход связан со вторым входом входной цепи автокомпенсатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 185508, кл. G 01 G 1/22, 42 Fp

1962.

2. Патент Франции 9 2123226, кл. 6 01 С 19/00, опубл. 1972 (про- тотип).

765662 фгм.

Заказ 6494/39

Тираж 713

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIIIII "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Иитряев

Редактор Т. Иванова Техред H. Граб Корректор,О. Ковинская