PL175320B1

PL175320B1 - Measuring transducer for electronic scales

Info

Publication number: PL175320B1
Application number: PL93301199A
Authority: PL
Inventors: Janusz Lewandowski; Dariusz Lewandowski
Original assignee: Dariusz Lewandowski; Janusz Lewandowski
Priority date: 1993-11-25
Filing date: 1993-11-25
Publication date: 1998-12-31
Also published as: PL301199A1

Abstract

Przetwornik pomiarowy wag elekronicznych, zawierający monolityczny korpus połączony jedną częścią z podstawą wagi, zaś drugą częścią z szalką wagi, znamienny tym, że posiada kształtowe wewnętrzne wybranie, którego wzdłużne boki (3) i (7) stanowią pomiarowe elementy, zaś górna półka (2) zawiera usygg tuowany rdzeń (4) indukcyjnościowego czujnika (6), a dolna półka (8) zawiera © indukcyjnościowy czujnik (6).Measuring transducer of electronic scales, containing a monolithic body connected with one part to the base scales, and the other part with the weighing pan, characterized by being shaped inner cavity, which longitudinal sides (3) and (7) are measuring elements, and the upper shelf (2) contains the usygg thrust core (4) of the inductor sensor (6), and the lower shelf (8) contains © inductive sensor (6).

Description

Przedmiotem wynalazku jest przetwornik pomiarowy wag elektronicznych, stosowany do budowy wag: laboratoryjnych, technicznych, handlowych, przemysłowych i powszechnego użytku oraz innych przyrządów pomiarowych, w których występuje potrzeba przetwarzania masy lub sity na analogowy sygnał elektryczny.The subject of the invention is a measuring transducer of electronic scales, used in the construction of scales: laboratory, technical, commercial, industrial and general use, and other measuring devices in which there is a need to convert a mass or sieve into an analog electrical signal.

Znany jest z opisu patentu amerykańskiego nr 5 076 376 tensometryczny przetwornik pomiarowy do wag elektronicznych, w którym cztery czujniki tensometryczne naklejone są na dwie równoległe płaskie sprężyny połączone w sposób sztywny na jednym końcu z podstawą, a w drugim z szalką wagi. Czujniki tensometryczne pracują w układzie mostka Wheatstona, mierząc pośrednio ugięcie szalki poprzez pomiar naprężeń ściskających i rozciągających, powstałych na powierzchniach sprężyn. Ugięcie ruchomych końców sprężyn, połączonych z szalką wagi, określone naprężeniami mierzonymi czujnikami tensometrycznymi, jest proporcjonalne do masy położonej na szalce wagi.A strain gauge transducer for electronic scales is known from US patent No. 5,076,376, in which four strain gauges are glued to two parallel flat springs rigidly connected at one end to the base and at the other to the weighing pan. The strain gauges work in a Wheatstone bridge system, indirectly measuring the pan deflection by measuring the compressive and tensile stresses created on the surfaces of the springs. The deflection of the movable ends of the springs connected with the balance pan, determined by the stresses measured with strain gauges, is proportional to the mass placed on the pan.

Znany jest z opisu patentu amerykańskiego nr 5 052 505 tensometryczny przetwornik pomiarowy do wag elektronicznych wykonany ze stopu aluminium, odpowiednio wyprofilowany, na którym naklejono cztery czujniki tensometryczne, w najcieńszych przekrojach sprężyny pomiarowej, w miejscach występowania największych naprężeń ściskających i rozciągających. Rozwiązanie to stwarza niebezpieczeństwo trwałych odkształceń sprężyny pod wpływem stałego jej obciążenia masą mierzoną.A strain gauge transducer for electronic scales, made of aluminum alloy, appropriately profiled, on which four strain gauges are glued, in the thinnest cross-sections of the measuring spring, in the places where the highest compressive and tensile stresses occur, is known from the description of American patent No. 5,052,505. This solution creates the risk of permanent deformation of the spring under the influence of its constant load with the measured mass.

Niedogodnością znanych rozwiązań jest pomiar naprężeń stycznych, powstałych w płaszczyźnie prostopadłej do osi siły mierzonej, który wynika z zasady działania czujników tensometrycznych i umożliwia pomiar jedynie niewielkich odkształceń. Tensometryczne przetworniki pomiarowe zniekształcają mierzone wielkości przez wpływ własności sprężystych kleju łączącego tensometr z podłożem, zmieniając wypadkową charakterystykę statyczną przetwornika. Ma to duży wpływ przy małych zakresach pomiarowych, dla których praktycznie niemożliwe jest już stosowanie metody tensometrycznej.The disadvantage of the known solutions is the measurement of tangential stresses arising in the plane perpendicular to the axis of the measured force, which results from the principle of the strain gauges and allows only slight deformations to be measured. Strain gauge transducers distort measured values by the influence of elastic properties of the adhesive connecting the strain gauge to the substrate, changing the resultant static characteristics of the transducer. This has a big impact with small measuring ranges, for which it is practically impossible to use the strain gauge method.

Znany jest z opisu amerykańskiego nr 5 031 710 przetwornik pomiarowy wagi do ważenia ryb, w którym bezpośrednio mierzy się ugięcie sprężyny pomiarowej za pomocą równolegle podłączonego potencjometru. Ruchomy koniec sprężyny śrubowej, na którym zawiesza się przedmiot ważony, połączony jest z liniowym potencjometrem układu mostkowego, którego wyjście mierzy się na drodze elektrycznej. Rozwiązanie takie możliwe jest do zastosowania jedynie dla większych zakresów pomiarowych oraz w przypadku niskich wymagań dokładności.It is known from the US description No. 5,031,710 a measuring transducer for weighing fish, in which the deflection of a measuring spring is directly measured by means of a potentiometer connected in parallel. The movable end of the coil spring, on which the weighing object is suspended, is connected to the linear potentiometer of the bridge circuit, the output of which is measured electrically. This solution is possible only for larger measuring ranges and in the case of low accuracy requirements.

Znane są rozwiązania z opisów amerykańskich nr 4 872 522; 4 930 588 i 4 799 561, w których opisano zastosowanie do budowy wag przetworniki pomiarowe oparte na siłowniku magnetoelektrycznym. Siła oddziaływania masy ważonej zostaje zrównoważona siła sprzężenia zwrotnego, wytworzonego w siłowniku magnetoelektrycznym. Przetworniki te posiadają dźwigniową przekładnię mechaniczną, która umożliwia dopasowanie zakresu pomiarowego wagi do zakresu pracy siłownika magnetoelektrycznego.There are known solutions from American descriptions No. 4 872 522; 4,930,588 and 4,799,561, which describe the use of measuring transducers based on a magnetoelectric actuator to build balances. The force of the weighted mass is balanced by the force of the feedback generated in the magnetoelectric actuator. These transducers are equipped with a lever mechanical gear, which enables the balance measurement range to be adjusted to the operating range of the magnetoelectric actuator.

175 320175 320

Stosowanie przetworników magnetoelektrycznych do budowy wag elektronicznych wymaga zawieszenia pomiarowej szalki na dodatkowym mechanizmie kompensującym jej nie osiowe obciążenie masą ważoną. Wagi tak wyposażone, posiadają bardziej złożoną konstrukcję mechaniczną od konstrukcji wag tensometiycznych.The use of magnetoelectric transducers to build electronic scales requires the suspension of the measuring pan on an additional mechanism compensating for its non-axial load with the weighted mass. Scales so equipped, have a more complex mechanical structure than that of strain gauges.

Niedogodnością stosowanych przetworników magnetoelektiycznych jest małe wewnętrzne tłumienie drgań własnych, co wymaga stosowania dodatkowych dynamicznych członów korekcyjnych w strukturze układu elektronicznego przez co pogarsza się ich własności dynamiczne. Przetworniki pomiarowe z siłownikami magneto^e^^c^^mi posiadają małą odporność ich części ruchomej na przypadkowe boczne naciski.A disadvantage of the magnetoelectric transducers used is the low internal damping of natural vibrations, which requires the use of additional dynamic correction members in the structure of the electronic system, which worsens their dynamic properties. Measuring transducers with magneto ^ e ^^ c ^^ m actuators have a low resistance of their moving part to accidental side pressure.

Celem wynalazku jest opracowanie przetwornika pomiarowego wag elektronicznych posiadającego jeden wspólny układ pomiarowy do pomiaru małych i dużych mas, umożliwiającego dużą rozdzielczość odczytu pomiaru, możliwego do wykonania przez prostą i tanią technologię wytwarzania.The aim of the invention is to provide a measuring transducer of electronic scales having one common measuring system for measuring small and large masses, enabling high resolution of the measurement reading, possible to be performed by a simple and cheap production technology.

Istotę rozwiązania przetwornika pomiarowego wag elektronicznych stanowi konstrukcja charakteryzująca się tym, że posiada ona kształtowe wewnętrzne wybranie, którego wzdłużne boki stanowią pomiarowe elementy, zaś górna półka zawiera usytuowany rdzeń indukcyjnościowego czujnika, a dolna półka zawiera indukcyjnościowy czujnik przesunięcia.The essence of the solution of the measuring transducer of electronic scales is a structure characterized in that it has a shaped internal cavity, the longitudinal sides of which are measuring elements, and the upper shelf contains the core of the inductive sensor, and the lower shelf contains the inductive displacement sensor.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest uzyskanie w monolitycznym korpusie sprężystych elementów pomiarowych, które stanowią jego boki. Rozwiązanie to zapewnia wysoką odporność mechaniczną na przeciążenia osiowe i boczne oraz umożliwia uzyskanie dużych dokładności pomiaru.The advantage of the solution according to the invention is that the sides of the monolithic body are provided with elastic measuring elements. This solution ensures high mechanical resistance to axial and lateral overloads and enables high measurement accuracy.

Rozwiązanie przetwornika pomiarowego wag elektronicznych pozwala na budowę wag o bardzo małych i bardzo dużych zakresach pomiarowych.The solution of the measuring transducer of electronic scales allows for the construction of scales with very small and very large measuring ranges.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przetwornik pomiarowy wag elektronicznych w widoku z boku, ukazujący wewnętrzne kształtowe wybranie z usytuowanym czujnikiem indukcyjnościowym,. a fig. 2 - ukazuje widok z góry przetwornika pomiarowego wag elektronicznych. Jak uwidoczniono na rysunku przetwornik pomiarowy wag elektronicznych według wynalazku zawiera monolityczny korpus połączony częścią 5 z podstawą 11 wagi, zaś część 1 stanowiąca ruchomą część monolitycznego korpusu, połączona jest z szalką wagi. Przetwornik posiada kształtowe wewnętrzne wybranie zawierające poziome równoległe kanały 9 i 10, których zewnętrzne boki 3 i 7 stanowią pomiarowe elementy sprężyste. W części środkowej, kształtowe wewnętrzne wybranie ma górną półkę 2 zawierającą usytuowany rdzeń 4 indukcyjnościowego czujnika 6 oraz dolną półkę 8 zawierającą indukcyjnościowy czujnik 6.The subject of the invention is shown in an exemplary embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows the measuring transducer of electronic scales in a side view showing an internal shaped cavity with an inductive sensor positioned. and fig. 2 - shows a top view of the measuring transducer of electronic scales. As shown in the drawing, the measuring transducer of electronic scales according to the invention comprises a monolithic body connected with a part 5 to the balance base 11, and the part 1, which is a movable part of the monolithic body, is connected to a weighing pan. The transducer has a shaped inner cavity comprising horizontal parallel channels 9 and 10, the outer sides 3 and 7 of which constitute measuring resilient elements. In the central part, the shaped internal cavity has an upper shelf 2 containing the core 4 of the inductive sensor 6 and a lower shelf 8 containing the inductive sensor 6.

175 320175 320

Fig 2Fig 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 złPublishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price PLN 2.00

Claims

Patent claim

The measuring transducer of electronic scales, comprising a monolithic body connected with one part to the base of the balance and the other part to the weighing pan, characterized in that it has a shaped internal cavity, the longitudinal sides (3) and (7) of which constitute measuring elements, and the upper shelf (2 ) has a disposed core (4) of the inductive sensor (6), and the lower shelf (8) contains the inductive sensor (6).