RU2057301C1

RU2057301C1 - Weighing device

Info

Publication number: RU2057301C1
Authority: RU
Inventors: Ким Степанович Богдан; Иван Павлович Мазуренко; Анатолий Алексеевич Санкин; Борис Михайлович Цимбал
Original assignee: Институт проблем литья АН Украины
Priority date: 1992-10-08
Filing date: 1992-10-08
Publication date: 1996-03-27

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: device has cargo receiving platform 1 on flexible members 2 secured on base 3, limiters 11, 12 and 13 to limit motion of platform in horizontal and vertical planes, oscillation dash-pot 14, transfer flexible member 8; one end of member 8 is connected with platform in center of its rigidly and its other end is connected with power input of force-measuring sensor 9 mounted on base and electrically connected with digital measuring unit through signal amplifier 16; device is also provided with weighing result indicator 21. Besides that, device is provided with electromagnetic retainer, threshold member 24 and power supply unit 25; retainer stator is provided with central hole and is secured in housing 5 hinged with platform in center of rigidity; armature of retainer is linked with transfer flexible member 8 by means rod 7 made of nonmagnetic material; output of signal amplifier 16 is additionally connected with input of threshold member 24 whose output is connected to power supply unit of retainer. EFFECT: enhanced accuracy of weighing. 2 dwg

Description

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано в металлургии, литейном производстве и других отраслях промышленности, в частности для взвешивания грузов и дозирования материалов в условиях ударных воздействий. The invention relates to weighing equipment and can be used in metallurgy, foundry and other industries, in particular for weighing goods and dosing materials under shock conditions.

Известны электромеханические весы с тензорезисторными силоизмерительными датчиками (патент Великобритании N 1407195). Known electromechanical scales with strain gauge force sensors (UK patent N 1407195).

Недостатком этих весов является ограниченный диапазон взвешивания, обусловленный грузоподъемностью датчиков, их низкой ударостойкостью и параметрами аппаратуры обработки измерительной информации. The disadvantage of these scales is the limited weighing range due to the load capacity of the sensors, their low impact resistance and the parameters of the measuring information processing equipment.

Известно устройство для взвешивания, содержащее упруго подвешенную платформу, шарнирно соединенный с ней в центре жесткости рычаг, первичный преобразователь перемещений и вторичную аппаратуру визуальной индикации (авт. св. СССР N 1490499, кл. G 01 G 19/12, 1989). A device for weighing is known, comprising an elastically suspended platform, a lever pivotally connected to it at the center of stiffness, a primary displacement transducer and secondary visual indication equipment (ed. St. USSR N 1490499, class G 01 G 19/12, 1989).

Недостатком этого устройства является ограниченный диапазон взвешивания, обусловленный прямым преобразованием деформации упругого подвеса платформы под действием нагрузки в электрический сигнал, причем пределы изменения этой деформации зависят от суммарной жесткости упругого подвеса и величины линейного участка его характеристики, а коэффициент передачи нагрузки является величиной постоянной. Кроме того, преобразователь деформации не защищен от перегрузок. The disadvantage of this device is the limited weighing range due to the direct conversion of the deformation of the elastic suspension of the platform under the action of the load into an electrical signal, and the limits of change of this deformation depend on the total stiffness of the elastic suspension and the magnitude of the linear portion of its characteristic, and the transfer coefficient of the load is constant. In addition, the strain transducer is not protected against overloads.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для взвешивания, содержащее установленную на упругом подвесе платформу, ограничители перемещений платформы в горизонтальной и вертикальной плоскостях, успокоитель колебаний, передаточный упругий элемент, одним концом связанный с платформой в ее центре жесткости, а другим с силовым входом силоизмерительного датчика, подключенного к регистратору результатов взвешивания. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a weighing device containing a platform mounted on an elastic suspension, limiters of movement of the platform in horizontal and vertical planes, a vibration damper, an elastic transmission element connected at one end to the platform at its center of rigidity, and the other with the power input of the load cell connected to the recorder of weighing results.

Недостатком этого устройства является жесткое соединение передаточного упругого элемента с платформой, что при наличии эксцентриситета приложения нагрузки приводит к возникновению на силовом входе датчика неосевых сил, вызывающих дополнительную погрешность взвешивания. The disadvantage of this device is the rigid connection of the transfer elastic element with the platform, which, in the presence of an eccentricity of the application of the load, leads to the appearance of non-axial forces at the power input of the sensor, causing an additional weighing error.

Кроме того, при наличии статических и, особенно, динамических перегрузок механические ограничители перемещений платформы в вертикальной плоскости не в полной мере обеспечивают защиту датчика от поломки ввиду возможного увеличения зазоров в ограничителях при ударах. In addition, in the presence of static and, especially, dynamic overloads, the mechanical limiters of the platform movements in the vertical plane do not fully protect the sensor from damage due to the possible increase in the gaps in the limiters during impacts.

Предлагаемое устройство для взвешивания содержит грузоприемную платформу на упругом подвесе, укрепленном на основании, ограничители перемещений платформы в горизонтальной и вертикальной плоскостях, успокоитель колебаний, передаточный упругий элемент, одним концом связанный с платформой в ее центре жесткости, а другим с силовым входом силоизмерительного датчика, установленного на основании и электрически соединенного через усилитель сигнала с цифровым измерительным блоком, индикатор результатов взвешивания. The proposed device for weighing contains a load platform on an elastic suspension, mounted on the base, platform movement limiters in horizontal and vertical planes, a vibration damper, an elastic transfer element connected at one end to the platform at its stiffness center and the other with a power input of a load sensor installed based on and signal electrically connected through an amplifier with a digital measuring unit, an indicator of the results of weighing.

Кроме того, в устройство введены электромагнитный фиксатор, пороговый элемент и блок питания, причем статор фиксатора выполнен с центральным отверстием и укреплен в корпусе, шарнирно соединенном с платформой в ее центре жесткости, якорь фиксатора связан посредством стержня из немагнитного материала с передаточным упругим элементом, а выход усилителя сигнала дополнительно соединен с входом порогового элемента, выход которого подключен к блоку питания фиксатора. In addition, an electromagnetic retainer, a threshold element and a power supply are introduced into the device, the retainer stator being made with a central hole and fixed in the housing pivotally connected to the platform at its center of rigidity, the anchor anchor is connected via a rod of non-magnetic material to the transfer elastic element, and the output of the signal amplifier is additionally connected to the input of the threshold element, the output of which is connected to the latch power supply.

Устройство обеспечивает повышение точности взвешивания за счет шарнирного соединения передаточного упругого элемента через фиксатор с платформой, что дает возможность исключить тангенциальные составляющие силы от приложенной нагрузки. Кроме того, при перегрузках срабатывает пороговый элемент, отключается питание электромагнита фиксатора, и силовой вход датчика отсоединяется от грузоприемной платформы, что полностью исключает поломку датчика, а следовательно, повышает надежность работы устройства в условиях перегрузок. The device provides increased accuracy of weighing due to the articulated connection of the transfer elastic element through the latch with the platform, which makes it possible to exclude the tangential components of the force from the applied load. In addition, during overloads, a threshold element is triggered, the power of the lock solenoid is turned off, and the power input of the sensor is disconnected from the load platform, which completely eliminates the breakdown of the sensor and, therefore, increases the reliability of the device in case of overloads.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 схема силоизмерительного узла. In FIG. 1 shows a functional diagram of a device; in FIG. 2 diagram of the load-measuring unit.

Грузоприемная платформа 1 установлена на упругих элементах 2, закрепленных на основании 3. Центр жесткости платформы 1 посредством шарнира 4 соединен с корпусом 5 электромагнитного фиксатора, якорь 6 которого через стержень 7 из немагнитного материала жестко связан с передаточным упругим элементом 8, соединенным с силовым входом силоизмерительного датчика 9. Статор 10 фиксатора укреплен в корпусе 5. The load receiving platform 1 is mounted on elastic elements 2 fixed to the base 3. The center of rigidity of the platform 1 is connected via a hinge 4 to the electromagnetic retainer body 5, the anchor 6 of which is rigidly connected through the rod 7 of non-magnetic material to the transmission elastic element 8 connected to the power input of the force measuring sensor 9. The stator 10 of the latch is mounted in the housing 5.

Выполнение стержня 7 из немагнитного материала позволяет исключить рассеивание электромагнитного поля статора 10, что сохраняет полезную мощность фиксатора и обеспечивает надежное удержание якоря 6. The implementation of the rod 7 of non-magnetic material eliminates the dispersion of the electromagnetic field of the stator 10, which preserves the useful power of the latch and ensures reliable retention of the armature 6.

Для ограничения перемещений платформы 1 в вертикальной плоскости устройство снабжено верхними 11 и нижними 12 ограничителями. Боковые ограничители 13 служат для ограничения перемещений платформы 1 в горизонтальной плоскости. Кроме того, устройство снабжено двумя успокоителями 14 колебаний, связанными посредством штока 15 с платформой 1. To limit the movement of the platform 1 in a vertical plane, the device is equipped with upper 11 and lower 12 limiters. Side stops 13 serve to limit the movements of the platform 1 in the horizontal plane. In addition, the device is equipped with two dampers 14 oscillations associated through the rod 15 with the platform 1.

Выход датчика 9 через усилитель 16 сигнала соединен с первым входом дифференциального усилителя 17, выход которого через аналого-цифровой преобразователь 18, цифровой фильтр 19 и усилитель-дешифратор 20 связан с цифровым индикатором 21. The output of the sensor 9 through a signal amplifier 16 is connected to the first input of a differential amplifier 17, the output of which is through an analog-to-digital converter 18, a digital filter 19, and an amplifier-decoder 20 connected to a digital indicator 21.

Кроме того, выход аналого-цифрового преобразователя 18 через регистр 22 памяти и цифроаналоговый преобразователь 23 подключен к второму входу дифференциального усилителя 17, а выход усилителя 16 через пороговый элемент 24 связан с блоком 25 питания, соединенным со статором 10 электромагнитного фиксатора. In addition, the output of the analog-to-digital converter 18 through the memory register 22 and the digital-to-analog converter 23 is connected to the second input of the differential amplifier 17, and the output of the amplifier 16 is connected via a threshold element 24 to a power supply unit 25 connected to the electromagnetic lock stator 10.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В исходном состоянии платформа 1 разгружена (m_г=0), выходной сигнал датчика 9 равен нулю, на табло индикатора 21 индицируются нули, статор 10 фиксатора подключен к блоку 25 питания и удерживает якорь 6. При этом платформа 1 соединена с датчиком 9 через передаточный упругий элемент 8. По мере увеличения массы m_г груза на платформе 1 упругие элементы 2 деформируются пропорционально величине m_г. Эта деформация преобразуется с помощью передаточного упругого элемента 8 в силу, равную 0,1 m_г и воздействующую на силовой вход датчика 9, выходной сигнал которого обрабатывается и на табло индикатора 21 появляется цифра, соответствующая массе m_г груза на платформе 1.In the initial state, the platform 1 is unloaded (m _g = 0), the output signal of the sensor 9 is zero, zeros are displayed on the indicator board 21, the stator 10 of the latch is connected to the power supply 25 and holds the armature 6. In this case, the platform 1 is connected to the sensor 9 through the transfer elastic element 8. As the mass m _{g of the} load on the platform 1 increases, the elastic elements 2 are deformed in proportion to the value of m _g . This deformation is transformed with the help of a transfer elastic element 8 into a force equal to 0.1 m _g and acting on the power input of the sensor 9, the output signal of which is processed and a figure corresponding to the mass m _{g of} cargo on platform 1 appears on the indicator board 21.

При перегрузках срабатывает пороговый элемент 24, статор 10 электромагнитного фиксатора отключается от блока 25 питания, между якорем 6 и статором 10 образуется зазор δ и датчик 9 отсоединяется от платформы 1, что предотвращает его поломку. Кроме того, при статических и динамических перегрузках платформа 1 садится на нижние ограничители, что также предохраняет датчик 9 от поломки. During overloads, the threshold element 24 is triggered, the stator 10 of the electromagnetic lock is disconnected from the power supply 25, a gap δ is formed between the armature 6 and the stator 10 and the sensor 9 is disconnected from the platform 1, which prevents its breakdown. In addition, during static and dynamic overloads, platform 1 sits on the lower limiters, which also protects the sensor 9 from damage.

Таким образом, предлагаемое устройство в сравнении с прототипом обеспечивает повышение точности взвешивания, благодаря уменьшению влияния боковых сил, а также исключает возможность поломки силоизмерительного датчика, благодаря электромагнитному фиксатору, срабатывающему при перегрузках. Thus, the proposed device in comparison with the prototype provides an increase in the accuracy of weighing, due to a decrease in the influence of lateral forces, and also eliminates the possibility of breakage of the load-sensing sensor, thanks to the electromagnetic lock, triggered by overloads.

Claims

A WEIGHING DEVICE containing a load receiving platform on an elastic suspension fixed on the base, platform movement limiters in horizontal and vertical planes, vibration dampers, an elastic transmission element connected at one end to the platform at its stiffness center, and to the power input of the load sensor at one end, installed on the base and electrically connected through a signal amplifier with a digital measuring unit, an indicator of weighing results, characterized in that it is entered There is an electromagnetic lock, a threshold element and a power supply, the lock stator being made with a central hole and fixed in the housing pivotally connected to the platform at its center of stiffness, the lock anchor is connected via a rod of non-magnetic material to the transmission elastic element, and the signal amplifier output is additionally connected with the input of the threshold element, the output of which is connected to the power supply unit of the latch.