Датчик веса
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОИ:КОМУ С ТЕЛЬСТВУ
Colo3 Советских
Социапистичесиик
Республик
<11>815512 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву -,—
Р11М. Кп. (22) Заявлено 230579 (21) 2769734/18-10 с присоединением заявим М (23) Приоритет
G01 G 9/00
Государственный комитет
СССР по деяам изобретений и открытий
Опубликовано 230Ь81. бюллетень Но 11
Дата опубликования сн1исаиия 230381 (53) УДК681. 269 (088. 8) (72) Авторы изобретения
В.Н.Бушкевич, В.В.Жарцов и С.A.×åõîâñêîé о1тВЛй() д- и(71) Заявитель (54) ДАТЧИК ВЕСА )но = н
Изобретение относится к весоизмерительной технике.
Известны устройства, предназначенные для измерения массы, в которых уравновешивание измеряемой массы осуществляется гирями, электромагнитами, упругостью пружины (.1).
Однако устройства ооладают большой инерционностью, подвержены остаточным деформациям, их показания зависят от вибрации, они имЕют дОволЬно сложную систему съема информации.
Известны также гироскопические датчики, представляющие собой механическое устройство, состоящее из быст- 1з ро вращающегося ротора и колец карданного подвеса 121.
Наиболее близким к предлагаемому по техническои сущности является датчик веса, содержащий грузоприемиую 20 площадку и трехстепенной гироскоп со смещенным цементом тяжести 13). недостатком прототипа является недостаточная точность, обусловленная погрешностью от изменения ускорения силы тяжести.
Цель изобретения — повьваение точ.ности взвешивания.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве груэоприемная площадка снабжена стержнем, а наружйая рамка гироскопа — втулкой, через которую пропущен этот стержень, опирающийся своим концом на внутреннюю рамку гироскопа.
В основу изобретения положено свойство процессии трехстепенного гироскопа со смещенным центром тяжести относительно оси наружной рамки под воздействием силы веса кожуха гиромотора, центр тяжести которого смещен относительно оси его подвеса. Величина угловой скорости прецессии, которая в датчике является выходной физической величиной, линейно зависит от приложенной силы веса и характеризует- ся известным отношением где в1 - масса кожуха, приведенная к центру тяжести гиромотора с кожухом; д - ускорение силы тяжести, величина смещения центра тяжести относительно оси подвеса кожуха, Н - кинетическии момент ротора гиромотора.
815512
На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый датчик веса, на фиг. 2 вид Л на Фиг. 1.
Датчик веса состоит из корпуса 1 гиромотора с осью главного вращения х-х, заключенного в кожух 2, представляющий собои внутреннюю рамку ,трехстепенного гироскопа, и подвешенный к наружной рамке 3 так, что
erî центр тяжести смещен относительно оси падвеса у-у на величину В .
Наружная рамка 3 имеет возможность вращения относительно оси Z-Z . Для измерения массы тел наружная рамка 3 имеет втулку 4, через которую пропущен стержень ", опирающийся своим нижним концом на кожух 2 гиромотора. На 15 верхнем конце стержня 5 закреплена груэоприемная площадка б, предусмотренная для размещения измеряемой массы.
Первичный измерительный преобразо- 2О ватель 7 служит для преобразования угловой скорости вращения жестко заKpeIL icHHol"0 fRB наружной рамке 3 диска 8 в электрический сигнал. Перед началом взвешивания кожух 2 гиромото- 2 ра зафиксирован арретиром 9 и приложенный к кожуху момент сил относительно оси у-у, эа счет масс стержня 5 и грузовой площадки, уравновешен реакцией опоры арретира 9.
Работает датчик следующим образом.
После изготовления датчика необходимо определить начальную скорость прецессии Жо, обусловленную смещением центра масс гиромотора с кожухом 2 и стержня 5 с груэоприемной площадкой б без учета измеряемой массы. она характеризуется соотношением о
) м= н
mg г + с. т 4О где mo — начальная масса;
m„ — масса гиромотора, ас — масса стержня.с грузоприемнои площадкой;
 — расстояние от центра масс до оси У-У
Для оценки величины дВ необходимо разарретировать кожух 2, ие устанавливая массу 10. Под действием веса гиромотора с кожухом 2 и стержня 5 с грузоприемной площадкой б начинается
50 прецессия наружной рамки 3 вокруг оси
Z- Z с угловой скоростью Ыв, которую некио измерить при помощи преобразователя 7. Установив, затем на грузоприемную площадку 6 измеряемую массу
10, определяют новое значение угловой скорости прецессии (d<, которое имеет вид ,„ o)
И ! где а измеряемая масса.
Так как в одном и том же месте земной поверхности ускорение силы тяжести для всех тел имеет одно и то же значение, то после деления сд на ь>рполучим
= mo ьу где вв= const для дайного датчика.
Реализация полученного соотношения с помощью микропроцессора не вызывает трудностей, что позволяет автоматизировать процесс взвешивания и вычисления массы.
Технико-экономическое значение предлагаемого устройства заключается
1в том, что гироскопические датчики обладают высокой точностью, технология их изготовления хорошо освоена промышленностью, удобство съема информации позволяет автоматизировать процесс взвешивания и применить наиболее точные частотные методы и средства измерений.
К достоинствам предлагаемого датчика относится его безинерционность, так как прецессия начинается мгновенно при нагружении измеряемой массой. это свойство особенно ценно при непрерывном контроле изменяющейся массы.
Формула изобретения
Датчик веса, содержащий груэоприемную площадку и трехстепенной гироскоп со смещенным центром тяжести, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, грузоприемная площадка снабжена стержнем, а наружная рамка гироскопа — втулкой, через которую пропущен этот стержень опирающийся своим концом на внутреннюю рамку гироскопа.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Шедровицкий С.С. Техника измерения массы. М., "Стандартгиз", 1961, с. 8.
2. Справочник по радиоэлектронике. Под ред. Куликовского A.A. М., Энергия,1968, том 2, с. 477.
3. авторское свидительство СССР м 175677, кл. G 01 G 9/00, 1964 (прототип).
815512 фиг.
Составитель В.Ширшов
Редактор A.Øèøêèíà Техред М.Федорнак Корректор Л.Иван
Заказ 1017/67 Тираж 702 Подписное
ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1)3035, Иосква, Ж-35, Рашуская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
