Цифровое измерительное устройство для тензометрических весов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ к лвтовскому свидвтипьствь рц76755 (61) Дополнительное к авт, сеид-ву М 599166 (22) Заявлено 120778 (21) 2643823/18-10 с присоединением заявки Мо— (23) Приоритет

Опубликовано 300980.Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 051080 (51)M. Кл 3

G G 23/36

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 681,269 (088.8) (72) Авторы изобретения

A. Д. Крупица и В. В. ШепЕтов

:- Всесоюзный проектно-конструкторский и научноисследовательский институт автоматизации пищевой промышленности "Пищепромавтоматика" (71).Заявитель (54 ) ЦИФРОВОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИХ ВЕСОВ

Изобретение относится к .области ..весоизмерительной техники.

Известно цифровое измерительное устройство для тензометрических весов по основному авт. св. 9 599166, содержащее тензодатчики и аналого-цифровой автокомпенсатор, подключенные к нульоргану с буферными усилителями и разделительными конденсаторами, связанному с анализатором выходных сигналов, узел управления и источник питания, в, котором нуль-орган снабжен двумя фазочувствительными усилителями, запитанными от разных фаз источника питания, 15

Известное устройство не обеспечивает требуемую надежность, так как возможна перегрузка загружаемой емкости, и, как следствие, — выход из строя тензодатчика.

Кроме того, известное устройство не позволяет лроизводить управление

"дозированием материалов.

Цель изобретения — повышение надеж-. ности и расширение функциональных

1 возможностей устррйства.

Для этого в него введены дифференциальный сравнивающий узел, пороговые элементы, задатчик "Верхнее" и "Нижнее" и два ключа, причем ключи выполнены в виде двух полевых транзисторов с изолированными затворами, при этом общий вывод первого ключа подсоединен к входу дифференциального сравнивающего узла, а два других его вывода соединены с задатчиками "Верхнее" и

"Нижнее",, подключенными к источнику переменного напряжения, общий вывс второго ключа подсоединен к выходу дифференциального сравнивающего узла, а два других вывода этого ключа соединены с пороговыми элементами, затворы транзисторов первого ключа соединены параллельно с затворами транзисторов второго ключа и подсоединены к источнику переменного напряжения, а второй вход дифференциального сравнивающего узла соединен с выходом тензодатчиков.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства; на фиг. 2 — графики, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит дифференциальный сравнивающий элемент 1, к одному входу которого подключен выход тенэометрических датчиков 2, а к второмувыход автокомпенсатора 3. K выходу цифференциального сравнивающего эле767551 мента 1 подключены входы двух буферных усилителей 4 и 5, выходы которых через разделительные конденсаторы 6 и 7 подключены к входам фазочувствительных усилителей 8 и 9. Параллельйо входам фазочувствительных усйлителей 8 и 9 включены транзисторные ключи 10 и 11, управляемые через диоды

12 и 13. Питание фаэочувствительных усилителей 8, 9 производится через диоды 14 и 15. Выходы фазочувствительных усилителей 8, 9 подключены к анализатору 16 выходных сигналов, который управляет работой автокомпенсатора 3. Схема 17 управления задает ритм работы устройства, синхронный с час.— тотой источника 18 переменного напря- 15 жения. Неинвертирующий (+) вход дифференциального сравнивающего узла 19 подключен к выходу тензометрических датчиков 2, а его инвентирующий (-) вход подключен к общей точке транзис- 2О торов 20 и 21, образующих первый перекидной ключ, другие выводы транзисторов 20 и 21 подсоединены к задатчикам "Верхнее" 22 и "Нижнее" 23, об-. щая точка которых подсоединена к источнику 18 переменного напряжения.

Выход дифференциального сравнивающего узла 19 подсоединен к общей точке транзисторов 24 и 25, образующих второй перекидной ключ, вторые выводы транзисторов 24 и 25 подсоединены к пороговым элементам 26 и 27, выходы

"которых подсоединяются к схеме управления технологическим процессом (на чертеже не показана). Эатворы транзисторов 20 и 21 первого перекидного 35 ключа соединены параллельно с затворами транзисторов 24 и 25 второго перекидного ключа и подключены к источ:нику переменного напряжения. Для нормальной работы транзисторов 20, 21, 24, 25 их подложки подключены к источнику 28 постоянного положительного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Вес объекта преобразуется тенэометрическими датчиками 2 в электрический сигнал переменного напряжения

U .a. (фиг. 2, строка 1), амплитуда которого пропорциональна весу объек- та, например продукта в емкости. Для наглядности сигнал изображен изменяющимся- во времени, т. е. происходит. нагружение емкости продуктом .

Напряжение U>,ä" поступает на вход дифференциального сравнивающего эле- з5 мента 1. При подаче команды "Пуск" схема 17 управления запускает автокомпенсатор 3, который выдает компенсирующее напряжение U, сравнивая напряжение О„ с U д ° элемент 1 выда- @> ет результирующее йапряжение Ор, которое поступает на входы буферных усилителей 4 и 5 и"через разделительное конденсаторы б и 7 подается на входы фазочувствительных усилителей

8 и 9. Фаэочувствительные усилители

8, 9 представляют собой усилители постоянного тока с питанием через диоды 14 и 15 полупериодами несущей частоты в протифазе, т.е. если на одном иэ усилителей присутствует питание, то в этот же момент на другом оно отсутствует. Таким образом, если на входы фазочувствительных усилителей 8, 9 поступает сигнал, фаза которого совпадает с фазой полупериодов питания, то на выходе усилителей будут выходные сигналы в виде последовательности полупериодов синусоиды несущей частоты. При несовпадении фаз сигналы на выходе будут отсутствовать. Следовательно, в зависимости от фазы результирующего напряжения

Ор на выходе фазочувствительных уси лйтелей 8, 9 будут присутствовать или отсутствовать выходные сигналы.

Эти выходные сигналы поступают на входы анализатора 16 выходных сигналов, где производится качественная и ,количественная оценка выходных сигналов каждого фазочувствительного усилителя 8, 9 в отдельности. Качественная оценка производится методом стробирования, а количественная оценка — подсчетом выходных сигналов каждого фазочувствительного усилителя в отдельности. При положительной оценке выходных сигналов обоих фазочувст. вительных усилителей 8, 9 анализатор

16 выдает сигнал на отключение соответствующей ступени автокомпенсатора

3. Таким образом, анализатор 16 повышает достоверность оценки результатов сравнения сигналов.

Исключение влияния постоянных составляющих сигнала на переходный про цесс перезаряда разделительных конденсаторов б и 7 от действия перегрузки в буферных усилителях 4 и 5 и др. факторов (дрейф нуля буферных усилителей, импульсные помехи и др.) при оценках результирующего напряжение низкого уровня производится транзисторными ключаьи 10 и 11, которые управляются полуволнами синусоиды несущей частоты через диоды 12 и 13. Эти ключи открываются в полупериоды отсутствия питания на соответствующих фазочувствительных усилителях 8, 9,. что исключает влияние на режим работы этих усилителей процессов разряда разделительных конденсаторов через ключи и изменение параметров входных цепей. Параметры входных цепей фазоЧувствительных усилителей и емкость разделительных конденсаторов выбраны такими, чтобЫ при открытых ключах переходной процесс разряда конденсаторов закончился за полупериод несущей частоты.

Электрический сигнал переменного напряжения От,д (фиг. 2, строка 1), соответствующий массе продукта в ем767551 кости, от датчиков 2 поступает также на неинвертирующий вход дифференци- ального сравнивающего узла 19. Уровни напряжений О и U, соответствующие (или заданные) предельным значениям массы продукта (см. фиг. 2, строки 2 и 3), выставляются задатчиками 23 и

22. Ввиду того, что транзисторы 20 и

21 открываются поочередно каждый полупериод синусоиды несущей частоты, на инвертирующий (-) вход узла 19 поступает напряжение U (см. фиг. 2, строка 4), которое сравнивается с напряжением От.д, поступающим на неинвертирующий (+) вход. Напряжение

0 представляет собой синусоидальное напряжение, амплитуда положительных полуволн которого равна 0, а амплитуда отрицательных полуволн равна Он

Транзисторы 20, 21 перекидных . ключей открываются при поступлении на их затворы отрицательных полуволн 20 синусоиды от источника переменного напряжения, а поскольку напряжения, подаваемые на затворы этих транзисторов противофазны, то обеспечивается их поочередная работа. На выходе уз- 25 ла 19 получаются импульсы Uc,p, и U p, (см. фиг. 2, строка 5), которые представляют собой результат сравнения соответственно напряжений U„ U,è

U с U,,ä. Так как транзисторы 24 3О и 5 второго перекидного ключа открываются поочередно и синхронно с транзисторами 20 и 21, то на пороговый элемент 26 поступают импульсы

Upped, а на пороговый элемент 27—

Оср, .

Пороговые элементы 26 и 27 срабатывают, если положительные импульсы

Ucp< и Оср» на их входах превысят порог Ь (см. фиг. 2, строка 5), Таким образом, если напряжение U,д. превысит уровень,U "Нижнее", то схема 26 выдаст логическую "1" — U „p,q, а схема 27 — логическую "1" — Uynp., когда напряжение От.*.ïðåâûñèò уровень 45

О> "Верхнее". Управлякшие сигналы

Uy„. и 0„

Таким образом, надежность цифрово

ro измерительного устройства для тензометрических весов повышается благодаря исключению возможного перегруза емкости с продуктом и выхода из строя тензодатчиков, а также исключению выхода продукта за возможные предельные уровни "Нижнее" и "Верхнее", который нарушает технологический процесс. Расширение функциональных возможностей обеспечено возможностью использования уровней задания "Нижнее", "Верхнее" для выполнения операций дозирования продукта, при этом обеспечивается измерение продукта в емкости, т. е. визуальный контроль за технологическим процессом.

Формула изобретения

Цифровое измерительное устройство для тензометрических весов по авт.св.

Р 599166, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его надежности и расширения функциональных воэможностей, в него введены дифференциальный сравнивающий узел, пороговые элементы, задатчики "Верхнее" и "Нижнее" и два ключа, причем ключи выполнены в виде двух полевых транзисторов с изолированными затворами, при этом общий вывод первого ключа подсоединен к входу дифференциального сравнивакщего узла, а два других его вывода соединены с задатчиками

"ВерХнее" и "Нижнее", подключенными к источнику переменного напряжения, общий вывод второго ключа подсоединен к выходу дифференциального сравнивающего узла, а два других вывода этого ключа соединены с пороговыми элементами, затворы транзисторов первого ключа соединены параллельно с затворами транзисторов в орого ключа и .подсоединены к источнику переменного напряжения, а второй вход дифференциального сравнивающего узла соединен с выходом тензодатчиков.

7б7551

Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7180/36

Филиал ППП "Патент", r . Ужгород, ул. Проектная, 4,Составитель В. Ширшов

Редактор A. Купрякова Техред 0. Дюлай Корректор В. Бутяга