RU177302U1 - MEASURING DEVICE - Google Patents
MEASURING DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- RU177302U1 RU177302U1 RU2017118601U RU2017118601U RU177302U1 RU 177302 U1 RU177302 U1 RU 177302U1 RU 2017118601 U RU2017118601 U RU 2017118601U RU 2017118601 U RU2017118601 U RU 2017118601U RU 177302 U1 RU177302 U1 RU 177302U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical radiation
- radiation receiver
- comparator
- elastic element
- receiver
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G13/00—Weighing apparatus with automatic feed or discharge for weighing-out batches of material
- G01G13/02—Means for automatically loading weigh pans or other receptacles, e.g. disposable containers, under control of the weighing mechanism
- G01G13/04—Means for automatically loading weigh pans or other receptacles, e.g. disposable containers, under control of the weighing mechanism involving dribble-feed means controlled by the weighing mechanism to top up the receptacle to the target weight
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к средствам дозирования различных сред и может быть использована для автоматизированного взвешивания. Весоизмерительное устройство содержит кольцевой упругий элемент, источник и приемник излучения, между которыми расположена шторка с узкой щелью, компаратор, микроконтроллер и индикатор, шторка закреплена на нижней части кольцевого упругого элемента. При этом излучатель и приемник оптического излучения закреплены на его верхней части, приемник оптического излучения выполнен в виде многоэлементной фотоприемной линейки, выход приемника оптического излучения соединен с неинвертирующим входом компаратора, инвертирующий вход которого соединен с источником опорного напряжения, выход компаратора соединен с входом микроконтроллера, два импульсных выхода которого подключены к входам управления приемника оптического излучения, а цифровой выход подключен к индикатору. Технический результат - повышение точности измерения. 2 ил.The utility model relates to means for dispensing various media and can be used for automated weighing. The weighing device contains an annular elastic element, a radiation source and receiver, between which there is a curtain with a narrow slit, a comparator, a microcontroller and an indicator, the curtain is fixed to the bottom of the annular elastic element. In this case, the emitter and the optical radiation receiver are fixed on its upper part, the optical radiation receiver is made in the form of a multi-element photodetector line, the output of the optical radiation receiver is connected to a non-inverting input of the comparator, the inverting input of which is connected to the reference voltage source, the output of the comparator is connected to the input of the microcontroller, two whose pulse outputs are connected to the control inputs of the optical radiation receiver, and the digital output is connected to an indicator. The technical result is an increase in measurement accuracy. 2 ill.
Description
Полезная модель относится к средствам дозирования различных сред и может быть применена для автоматизированного взвешивания и дозирования при приготовлении различных смесей.The utility model relates to means for dispensing various media and can be used for automated weighing and dosing in the preparation of various mixtures.
Известно весоизмерительное устройство по патенту РФ №129632, G01G 13/04, содержащее кольцевой упругий элемент, источник и приемник оптического излучения, между которыми расположены шторки, усилительное устройство, устройство сравнения и измерительный прибор. Работа устройства осуществляется при помощи кольцевого упругого элемента, который при приложении внешней нагрузки деформируется, образуя зазор между шторками. В результате световой поток от источника излучения, который будет приниматься приемником излучения, прямо пропорционален величине нагрузки, причем величина светового потока преобразуется приемником излучения в электрический ток, который фиксируется, через устройство сравнения, измерительным прибором. Одновременно ток поступает на вход функционального элемента, выходной сигнал которого определяется его функцией преобразования и который через устройство сравнения корректирует показания измерительного прибора. Функция преобразования данного элемента выбирается таким образом, чтобы скомпенсировать влияние различных факторов, влияющих на точность измерения, таких как температура, вибрация, нелинейность материала упругого элемента и т.п., и тем самым повысить точность измерения.Known weight measuring device according to the patent of Russian Federation No. 129632, G01G 13/04, containing an annular elastic element, a source and a receiver of optical radiation, between which there are curtains, an amplifying device, a comparison device and a measuring device. The device is operated using an annular elastic element, which, when an external load is applied, is deformed, forming a gap between the curtains. As a result, the luminous flux from the radiation source, which will be received by the radiation receiver, is directly proportional to the magnitude of the load, and the luminous flux is converted by the radiation receiver into electric current, which is recorded, through the comparison device, by a measuring device. At the same time, the current enters the input of the functional element, the output signal of which is determined by its conversion function and which, through the comparison device, corrects the readings of the measuring device. The transformation function of this element is selected in such a way as to compensate for the influence of various factors affecting the measurement accuracy, such as temperature, vibration, nonlinearity of the material of the elastic element, etc., and thereby increase the measurement accuracy.
В известном весоизмерительном устройстве на точность измерения влияет нестабильность светового потока от источника излучения, вызванная процессом его старения, нестабильностью протекающего через него тока, а также возможным загрязнением оптического канала между излучателем и приемником.In the known weighing device, the measurement accuracy is affected by the instability of the light flux from the radiation source, caused by the aging process, the instability of the current flowing through it, and possible contamination of the optical channel between the emitter and the receiver.
Техническая задача полезной модели состоит в том, чтобы повысить точность измерения.The technical task of the utility model is to increase the accuracy of the measurement.
Поставленная задача решена заявляемой полезной моделью.The problem is solved by the claimed utility model.
Заявляется:Declares:
Весоизмерительное устройство, содержащее кольцевой упругий элемент, источник и приемник оптического излучения, между которыми расположена по крайней мере одна шторка, отличающееся тем, что устройство также содержит компаратор, микроконтроллер и индикатор, при этом шторка имеет узкую щель поперек направления деформации кольцевого упругого элемента и закреплена на его нижней части, а излучатель и приемник оптического излучения закреплены на верхней части кольцевого упругого элемента, при этом приемник оптического излучения выполнен в виде многоэлементной фотоприемной линейки, расположенной вдоль направления деформации кольцевого упругого элемента, выход приемника оптического излучения соединен с неинвертирующим входом компаратора, инвертирующий вход которого соединен с источником опорного напряжения, выход компаратора соединен с входом микроконтроллера, два импульсных выхода которого подключены к входам управления приемника оптического излучения, а цифровой выход подключен к индикатору.A weighing device comprising an annular elastic element, an optical radiation source and receiver, between which at least one curtain is located, characterized in that the device also comprises a comparator, a microcontroller and an indicator, while the curtain has a narrow gap across the deformation direction of the ring elastic element and is fixed on its lower part, and the emitter and the optical radiation receiver are fixed on the upper part of the annular elastic element, while the optical radiation receiver is made in as a multi-element photodetector located along the direction of deformation of the annular elastic element, the output of the optical radiation receiver is connected to a non-inverting input of the comparator, the inverting input of which is connected to a reference voltage source, the output of the comparator is connected to the input of the microcontroller, two pulse outputs of which are connected to the control inputs of the optical radiation receiver , and the digital output is connected to the indicator.
Полезная модель поясняется фигурой 1, на которой представлена схема весоизмерительного устройства, и фигурой 2, поясняющей принцип работы весоизмерительного устройства.The utility model is illustrated by figure 1, which shows the diagram of the weighing device, and figure 2, explaining the principle of operation of the weighing device.
Устройство, реализующее обработку сигнала весоизмерительного устройства с кольцевым упругим элементом, показано на фигуре 1.A device that implements the signal processing of a weighing device with an annular elastic element is shown in figure 1.
Устройство содержит кольцевой упругий элемент 1, источник оптического излучения 2, шторку 3, приемник излучения 4 на основе многоэлементной фотоприемной линейки, компаратор 5, микроконтроллер 6 и индикатор 7. Выход приемника излучения подключен к неинвертирующему входу компаратора 5. На инвертирующий вход компаратора 5 поступает опорное напряжение Uо (источник опорного напряжения на фигуре 1 не показан). Выход компаратора подключен к входу микроконтроллера 6. Первый и второй выходы микроконтроллера 6 подключены к входам управления приемника излучения 4, а цифровой выход микроконтроллера 6 подключен к входу индикатора 7. При этом источник оптического излучения 2 и приемник излучения 4 механически связаны с верхним плечом кольцевого упругого элемента 1, а шторка 3 механически связана с нижним плечом кольцевого упругого элемента 1. Шторка 3 имеет щель, в результате чего проходящее через нее излучение от источника 2 формирует на поверхности приемника оптического излучения 4 световое пятно размером в несколько элементов (пикселей) многоэлементной фотоприемной линейки. Многоэлементная фотоприемная линейка приемника излучения 4 расположена вдоль направления деформации кольцевого упругого элемента 1, параллельно шторке 3. Источник оптического излучения 2 расположен напротив центра многоэлементной фотоприемной линейки приемника излучения 4. Взаимное расположение источника оптического излучения 2 и шторки 3 выбрано таким образом, чтобы в отсутствии воздействия измеряемой силы F на кольцевой упругий элемент 1 световое пятно, формируемое щелью в шторке 3, располагалось в верхней части многоэлементной фотоприемной линейки приемника излучения 4.The device contains an annular
Весоизмерительное устройство работает следующим образом.Weighting device operates as follows.
Оптическое излучение U1 от источника 2 падает на шторку 3. Прошедшее через щель в шторке 3 излучение U2 формирует на поверхности приемника оптического излучения 4 световое пятно размером в несколько элементов (пикселей) многоэлементной фотоприемной линейки. Приемник оптического излучения 4 на основе многоэлементной фотоприемной линейки работает таким образом, что преобразует пространственное распределение падающей на его поверхность оптической мощности U2 в периодический изменяющийся во времени электрический сигнал U3. Это обеспечивается подачей на приемник оптического излучения 4 управляющих сигналов U5, U6 от микроконтроллера 6. Управляющий сигнал U5 задает период последовательного опроса всех элементов фотоприемной линейки приемника оптического излучения 4, а сигнал U6 задает период опроса каждого отдельного элемента (пикселя) фотоприемной линейки. Амплитуда электрического сигнала U3 на выходе приемника оптического излучения 4 в каждый момент времени пропорциональна оптической мощности, падающей на опрашиваемый в данный момент элемент фотоприемной линейки. В результате на выходе приемника излучения 4 формируется периодический электрический сигнал U3, в котором пространственному распределению оптической мощности в пределах фоточувствительной поверхности приемника излучения 4 ставится в соответствие распределение во времени амплитуды электрического сигнала в пределах периода сигнала U5.Optical radiation U 1 from source 2 falls on the
Сигнал U3 с выхода приемника излучения 4 поступает на неинвертирующий вход компаратора 5, где сравнивается по амплитуде с опорным напряжением Uо, поступающим на инвертирующий вход компаратора 5. В результате на выходе компаратора 5 формируется импульс напряжения U4. Положение данного импульса в пределах периода сигнала U5 соответствует времени, когда напряжение U4 превышает по уровню опорное напряжение Uо.The signal U 3 from the output of the
Микроконтроллер 6 осуществляет подсчет количества N1 импульсов, сформированных с момента окончания импульса U5 до момента начала импульса U4 с выхода компаратора 5, а также количества N2 импульсов, сформированных с момента окончания импульса U5 до момента окончания импульса U4 с выхода компаратора 5. Микроконтроллер обрабатывает полученные цифровые значения N1 и N2 по формуле:The
где N - количество импульсов, численно равное номеру элемента (пикселя) фотоприемной линейки приемника излучения 4, соответствующего положению середины светового пятна.where N is the number of pulses, numerically equal to the number of the element (pixel) of the photodetector line of the
При воздействии измеряемой силы F на нижнее плечо кольцевого упругого элемента 1 шторка 3 будет сдвигаться вниз относительно исходного положения. Это приведет к тому, что световое пятно от щели в шторке 3 будет перемещаться сверху вниз по фоточувствительной поверхности приемника оптического излучения 4. В результате значение N будет увеличиваться пропорционально смещению светового пятна. И, соответственно, пропорционально приложенной к кольцевому упругому элементу 1 измеряемой силе F, вычисляемой микроконтроллером 6 по формуле:When the measured force F acts on the lower shoulder of the annular
где k - калибровочный коэффициент, связывающий положение светового пятна на поверхности многоэлементной фотоприемной линейки с величиной измеряемой силы F, N - количество импульсов, численно равное номеру элемента (пикселя) фотоприемной линейки приемника оптического излучения 4, соответствующего положению середины светового пятна, формируемого щелью на поверхности фотоприемной линейки, N0 - количество импульсов, численно равное номеру элемента фотоприемной линейки приемника оптического излучения 4, соответствующего положению середины светового пятна при отсутствии измеряемой силы.where k is the calibration coefficient connecting the position of the light spot on the surface of the multi-element photodetector line with the measured force value F, N is the number of pulses numerically equal to the number of the element (pixel) of the photodetector line of the
Значение измеряемой силы F в виде цифрового сигнала U7 с выхода микроконтроллера 6 поступает на индикаторное устройство 7.The value of the measured force F in the form of a digital signal U 7 from the output of the
Частота обновления информации о величине измеряемой силы F определяется частотой следования импульсов U5, и для современных многоэлементных фотоприемных линеек составляет более 1 кГц.The frequency of updating information on the magnitude of the measured force F is determined by the pulse repetition rate U 5 , and for modern multi-element photodetector arrays is more than 1 kHz.
Разрешающая способность измерения силы F примерно равна количеству элементов (пикселей) в многоэлементной фотоприемной линейке, и может составлять 1000 и более.The resolution of measuring the force F is approximately equal to the number of elements (pixels) in a multi-element photodetector line, and can be 1000 or more.
Таким образом, предложенное весоизмерительное устройство может быть использовано для измерения как статической, так и изменяющейся во времени силы F, вызванной весом объекта, соединенного с нижним краем кольцевого упругого элемента. При этом диапазон измеряемых значений веса зависит от жесткости кольцевого упругого элемента и допустимой для него величины деформации.Thus, the proposed weight measuring device can be used to measure both static and time-varying forces F caused by the weight of the object connected to the lower edge of the annular elastic element. In this case, the range of measured weight values depends on the stiffness of the annular elastic element and the strain allowed for it.
Достоинства данного технического решения:Advantages of this technical solution:
1) применение в качестве приемника излучения многоэлементной фотоприемной линейки позволяет получить информацию о положении шторки (о величине деформации кольцевого упругого элемента) в виде номера элемента фотоприемной линейки. Такой вариант позволяет практически полностью устранить влияние нестабильности мощности источника оптического излучения и непостоянство чувствительности приемника излучения на точность измерения величины деформации упругого элемента;1) the use of a multi-element photodetector line as a radiation detector allows obtaining information about the position of the curtain (the magnitude of the deformation of the annular elastic element) in the form of the number of the photodetector line element. This option allows you to almost completely eliminate the influence of the instability of the power of the optical radiation source and the inconsistency of the sensitivity of the radiation receiver on the accuracy of measuring the strain of the elastic element;
2) изменяя расстояние между источником излучения и шторкой можно регулировать чувствительность системы k к перемещению шторки. Чем ближе расположена шторка к источнику излучения, тем большее абсолютное перемещение светового пятна по поверхности фотоприемной линейки при одном и том же абсолютном перемещении шторки;2) by changing the distance between the radiation source and the curtain, the sensitivity of the system k to the movement of the curtain can be adjusted. The closer the curtain is located to the radiation source, the greater the absolute movement of the light spot along the surface of the photodetector line at the same absolute movement of the curtain;
3) применение микроконтроллера позволяет компенсировать возможную нелинейность зависимости изменения координаты светового пятна на поверхности фотоприемной линейки от величины измеряемой силы F. Это может быть реализовано использованием переменного калибровочного коэффициента k(N) в формуле (2). Зависимость k(N) в этом случае записывается в память микроконтроллера и используется при расчетах по формуле (2).3) the use of a microcontroller allows you to compensate for the possible non-linearity of the dependence of the change in the coordinate of the light spot on the surface of the photodetector line on the magnitude of the measured force F. This can be realized using a variable calibration coefficient k (N) in formula (2). The dependence k (N) in this case is recorded in the memory of the microcontroller and is used in the calculations according to formula (2).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017118601U RU177302U1 (en) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | MEASURING DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017118601U RU177302U1 (en) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | MEASURING DEVICE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU177302U1 true RU177302U1 (en) | 2018-02-15 |
Family
ID=61227315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017118601U RU177302U1 (en) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | MEASURING DEVICE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU177302U1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2000555C1 (en) * | 1992-05-28 | 1993-09-07 | Шкапин А.А., Орлов В.В., Хи лов Н.А. | Weighing device |
US20050121237A1 (en) * | 2003-11-17 | 2005-06-09 | Shimadzu Corporation | Weight measuring device |
RU129630U1 (en) * | 2012-12-14 | 2013-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | MEASURING DEVICE |
RU2548611C2 (en) * | 2013-07-09 | 2015-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Weight-measurement device |
-
2017
- 2017-05-29 RU RU2017118601U patent/RU177302U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2000555C1 (en) * | 1992-05-28 | 1993-09-07 | Шкапин А.А., Орлов В.В., Хи лов Н.А. | Weighing device |
US20050121237A1 (en) * | 2003-11-17 | 2005-06-09 | Shimadzu Corporation | Weight measuring device |
RU129630U1 (en) * | 2012-12-14 | 2013-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | MEASURING DEVICE |
RU2548611C2 (en) * | 2013-07-09 | 2015-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Weight-measurement device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2966426B1 (en) | Optical fiber temperature distribution measuring device | |
CN108592962B (en) | Fiber Bragg grating sensing system with wavelength scale calibration function | |
CN104501969A (en) | High-precision infrared thermal-imaging temperature measurement method and high-precision infrared thermal-imaging temperature measurement system | |
JP4660113B2 (en) | Fiber Bragg grating physical quantity measuring device | |
RU177302U1 (en) | MEASURING DEVICE | |
CN105572721B (en) | Device, device and method for measurement sensor gain | |
EP3379224A1 (en) | Optical characteristic measuring device | |
JPH0198934A (en) | Barometer or barometric altimeter | |
SU1767327A1 (en) | Optical displacement transducer | |
CN103293361A (en) | Temperature-compensable current sensor based on double magnetic circuits and current detection method of current sensor | |
CN209342531U (en) | Measure the device of Young's modulus | |
SU485353A1 (en) | Device for measuring soil deformations in a well | |
RU195098U1 (en) | Fiber optic strain gauge | |
SU104604A1 (en) | Solar radiation meter | |
RU198453U1 (en) | Polarizing Moisture Gradient | |
SU711393A1 (en) | Pressure sensor | |
SU124671A1 (en) | Sensitive Television Differential Colorimeter | |
RU165794U1 (en) | BULK MATERIAL FLOW SENSOR | |
SU549695A1 (en) | Load device | |
SU1303822A2 (en) | Device for measuring object position | |
SU401946A1 (en) | MULTICHANNEL ELECTRIC STROKE STATION | |
SU113183A1 (en) | Device for measuring accelerations | |
SU550880A1 (en) | Shock impulse time gage | |
SU731271A1 (en) | Physical value measuring apparatus | |
SU939937A1 (en) | Optical electronic device for measuring object linear displacement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180530 |