RU2286554C2 - Weight-measuring device - Google Patents
Weight-measuring device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2286554C2 RU2286554C2 RU2004118104/28A RU2004118104A RU2286554C2 RU 2286554 C2 RU2286554 C2 RU 2286554C2 RU 2004118104/28 A RU2004118104/28 A RU 2004118104/28A RU 2004118104 A RU2004118104 A RU 2004118104A RU 2286554 C2 RU2286554 C2 RU 2286554C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- signal
- meter
- weight indicator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике, в особенности к технике тензометрии, и может быть использовано, например, в весах для измерения фасуемых сыпучих материалов. Известно устройство весов, содержащих тензодатчик, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к цифровому индикатору (см., напр., Пат. РФ № 2105270, Мкл. G 01 G 3/142, 19.10.94 г.).The invention relates to a measurement technique, in particular to a strain gauge technique, and can be used, for example, in scales for measuring packaged bulk materials. A device is known for scales containing a load cell, the output of which is connected via an analog-to-digital converter to a digital indicator (see, for example, Pat. RF No. 2105270, Mcl. G 01 G 3/142, 10/19/94).
Недостатком этого устройства является малая помехоустойчивость к внешним возмущениям типа вибраций, что резко снижает точность измерения веса фасуемой порции продукта. Для устранения этого недостатка применяют различную аппаратную обработку сигнала тензодатчика, в частности используют фильтрацию сигнала низкочастотным фильтром (см., напр., Пат. РФ № 2186347, Мкл. G 01 G 3/142 от 01.12.00 г.). Возможны также другие методы обработки сигнала: для повышения точности за счет более полного подавления динамической помехи используют нерекурсивный цифровой фильтр с окном Дольфа-Чебышева (см. пат. РФ №1183839, Мкл. G 01 G 19/03, а также Авт. Свид. СССР №1566226, Мкл. G 01 G 19/04). Однако использование всех этих технических решений для повышения точности измерений уменьшает скорость реакции системы дозирования, так как увеличивается время достоверного измерения веса вместе с повышением точности.The disadvantage of this device is the low noise immunity to external disturbances such as vibrations, which dramatically reduces the accuracy of measuring the weight of the packaged portion of the product. To eliminate this drawback, various hardware processing of the strain gauge signal is used, in particular, filtering the signal with a low-pass filter (see, for example, Pat. RF No. 2186347, Mcl. G 01 G 3/142 of 01.12.00). Other signal processing methods are also possible: to increase accuracy due to more complete suppression of dynamic noise, a non-recursive digital filter with a Dolph-Chebyshev window is used (see US Pat. RF No. 1183839, Ml G 01 G 19/03, as well as Auth. USSR No. 1566226, Ml G 01 G 19/04). However, the use of all these technical solutions to increase the accuracy of measurements reduces the reaction rate of the dosing system, since the time of reliable weight measurement increases along with an increase in accuracy.
Целью изобретения является устранение этого недостатка, т.е. обеспечение адаптивности устройства к уровню внешних воздействий. Данное устройство позволяет эффективно подавлять синусоидальные и несимметричные вибрации и помехи в широком спектре частот, что существенно улучшает динамические свойства измерительной системы.The aim of the invention is to eliminate this drawback, i.e. ensuring the adaptability of the device to the level of external influences. This device allows you to effectively suppress sinusoidal and asymmetric vibrations and interference in a wide range of frequencies, which significantly improves the dynamic properties of the measuring system.
С этой целью в устройство для измерения веса, содержащее тензометрический датчик силы, выход которого подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, усреднитель и индикатор веса, введены буфер усреднения, переключатель с управляющим и сигнальным входами и сигнальным выходом, по меньшей мере один дополнительный усреднитель, элемент "ИЛИ", оперативное запоминающее устройство, измеритель математического ожидания, измеритель дисперсии, вычислитель производной, нуль-орган и многопороговый компаратор, число порогов которого равно числу дополнительных усреднителей, каждый порог многопорогового компаратора выполнен с возможностью регулировки уровня срабатывания, индикатор веса дополнительно снабжен разрешающим входом, выход аналого-цифрового преобразователя подключен ко входу буфера усреднения, выход которого подключен к сигнальному входу переключателя, установленного в схему устройства для измерения веса с возможностью подключения его сигнального выхода к входу одного из усреднителей, выходы которых подключены ко входам элемента "ИЛИ", выход которого подключен ко входу оперативного запоминающего устройства, входы измерителя математического ожидания и измерителя дисперсии объединены и подключены к выходу оперативного запоминающего устройства, выход измерителя дисперсии подключен ко входу многопорогового компаратора, выход которого подключен к управляющему входу переключателя, выход измерителя математического ожидания подключен ко входу вычислителя производной и сигнальному входу индикатора веса, выход вычислителя производной подключен ко входу нуль-органа, выход которого подключен к разрешающему входу индикатора веса.To this end, in the device for measuring weight, containing a strain gauge force sensor, the output of which is connected to the input of the analog-to-digital converter, an averager and a weight indicator, an averaging buffer, a switch with control and signal inputs and a signal output, at least one additional averager, "OR" element, random access memory, mathematical expectation meter, variance meter, derivative calculator, null-organ and multi-threshold comparator, the number of thresholds of which is equal to for additional averagers, each threshold of the multi-threshold comparator is configured to adjust the response level, the weight indicator is additionally equipped with an enable input, the output of the analog-to-digital converter is connected to the input of the averaging buffer, the output of which is connected to the signal input of the switch installed in the circuit of the device for measuring weight connecting its signal output to the input of one of the homogenizers, the outputs of which are connected to the inputs of the element "OR", the output of which is connected but to the input of random access memory, the inputs of the math and dispersion meters are combined and connected to the output of the random access memory, the output of the dispersion meter is connected to the input of a multi-threshold comparator, the output of which is connected to the control input of the switch, the output of the mathematical expectation meter is connected to the input of the derivative calculator and the signal input of the weight indicator, the output of the derivative calculator is connected to the input of the zero-organ, the output of which is connected to permissive input of the weight indicator.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит тензометрический датчик 1 силы, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, буфер усреднения 3, переключатель 4 с управляющим и сигнальным входами и с сигнальным выходом, основной усреднитель 5 и дополнительный усреднитель 6. Число дополнительных усреднителей 6 может быть большим, что повышает гибкость работы устройства.The invention is illustrated in the drawing, which shows a functional diagram of the device. The device contains a strain gauge force sensor 1, an analog-to-digital converter (ADC) 2, an averaging buffer 3, a switch 4 with control and signal inputs and a signal output, the main averager 5 and an additional averager 6. The number of additional averagers 6 can be large, which increases flexibility of the device.
На чертеже показаны только два дополнительных усреднителя 6 для упрощения пояснения работы устройства, элемент "ИЛИ" 7, оперативное запоминающее устройство 8, измеритель 9 математического ожидания, измеритель 10 дисперсии, многопороговый компаратор 11, вычислитель 12 производной, нуль-орган 13 и индикатор веса 14.The drawing shows only two additional averager 6 to simplify the explanation of the operation of the device, the element "OR" 7, random access memory 8, meter 9 mathematical expectation, meter 10 dispersion, multi-threshold comparator 11, calculator 12 derivative, zero-organ 13 and weight indicator 14 .
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
В начальном состоянии сигнальный выход переключателя 4 установлен на основной усреднитель 5, имеющий наименьшее число отсчетов, т.е. наименьший коэффициент усреднения, что обусловлено тем, что сигнал с тензодатчика 1 не поступает, соответственно нет сигнала с выхода измерителя 10 дисперсии, и многопороговый компаратор 11 находится в соответствующем состоянии. Когда сигнал с выхода тензодатчика 1, соответствующий приложенной нагрузке, поступает на вход АЦП 2, с его выхода данные Xi записываются в буфер усреднения 3. При приходе каждого i-того значения осуществляется вычисление среднего значения кода АЦП в основном усреднителе 5 с наименьшим числом отсчетов, например с двумя отсчетами. Тогда в основном усреднителе 5 вычисляется среднее значение из каждых первого и второго отсчетов. Усредненный сигнал через элемент "ИЛИ" 7 поступает в оперативное запоминающее устройство 8, состоящее, например, из 30 ячеек, которые заполняются поступающими кодами. В этом случае в оперативном запоминающем устройстве 8 собирается 60 кодов АЦП (30×2), накопленный сигнал поступает в измерители 9 и 10. Сигнал от измерителя 10 дисперсии поступает на многопороговый компаратор 11, где сравнивается с заранее установленными порогами. В зависимости от результата сравнения - если значение дисперсии меньше порога - переключатель 4 переводится на дополнительный усреднитель 6, имеющий соответственно больший коэффициент усреднения, т.е. обеспечивает усреднение по большему числу отсчетов, например по 8 отсчетам. Этот дополнительный усреднитель 6, соответственно, вычисляет среднее из 8 отсчетов, а в оперативном запоминающем устройстве 8 собирается (30×8) 240 отсчетов. Во всех случаях математическое ожидание и дисперсия рассчитываются по результату заполнения оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 8. По поступлении нового значения в (ОЗУ) 8 математическое ожидание и дисперсия пересчитываются в блоках 9 и 10 соответственно.In the initial state, the signal output of the switch 4 is installed on the main averager 5 having the smallest number of samples, i.e. the smallest averaging coefficient, which is due to the fact that the signal from the strain gauge 1 does not arrive, respectively, there is no signal from the output of the dispersion meter 10, and the multi-threshold comparator 11 is in the corresponding state. When the signal from the output of the strain gauge 1, corresponding to the applied load, is fed to the input of the ADC 2, from its output the data Xi is written to the averaging buffer 3. When each i-th value arrives, the average value of the ADC code in the main averager 5 is calculated with the least number of samples, for example, with two samples. Then, in the main averager 5, an average value is calculated from each of the first and second samples. The averaged signal through the element "OR" 7 enters the random access memory 8, consisting, for example, of 30 cells, which are filled with incoming codes. In this case, 60 ADC codes (30 × 2) are collected in random access memory 8, the accumulated signal is fed to meters 9 and 10. The signal from dispersion meter 10 is fed to a multi-threshold comparator 11, where it is compared with predetermined thresholds. Depending on the comparison result — if the dispersion value is less than the threshold — switch 4 is switched to an additional averager 6, which has a correspondingly higher averaging coefficient, i.e. provides averaging over a larger number of samples, for example, over 8 samples. This additional averager 6, respectively, calculates the average of 8 samples, and collects (30 × 8) 240 samples in the random access memory 8. In all cases, the mean and variance are calculated by filling in random access memory (RAM) 8. Upon receipt of a new value in (RAM) 8, the mean and variance are recalculated in blocks 9 and 10, respectively.
Значение математического ожидания с выхода измерителя 9 математического ожидания поступает на индикатор 14 веса и вычислитель 12 производной. Момент, когда величина производной обращается в нуль, соответствует моменту окончания определения веса. В этот момент нуль-орган 13, в котором определяется момент наступления стабилизации показаний веса, выдает сигнал на разрешающий вход индикатора 14 веса для фиксации результата статического взвешивания.The value of the mathematical expectation from the output of the meter 9 mathematical expectation is supplied to the indicator 14 of the weight and the calculator 12 of the derivative. The moment when the value of the derivative vanishes corresponds to the moment of the end of the determination of weight. At this point, the zero-organ 13, in which the moment of stabilization of the weight indications is determined, gives a signal to the enable input of the weight indicator 14 to fix the result of static weighing.
При стабилизации весов значение полученной дисперсии будет уменьшаться, переключение на следующий дополнительный усреднитель позволит более качественно фильтровать сигнал. При большой дисперсии входного сигнала фильтрация веса проходит менее качественно, но с большей скоростью, что позволяет точнее определять момент выдачи управляющего сигнала при дозировании. При малой дисперсии фильтрация происходит более качественно, при этом время измерения может быть более долгим, что положительно влияет на точность взвешивания.With the stabilization of the balance, the value of the resulting dispersion will decrease, switching to the next additional averager will allow a better filtering of the signal. With a large dispersion of the input signal, the weight filtering is less qualitative, but at a higher speed, which allows you to more accurately determine the moment of issuing the control signal during dosing. With a small dispersion, the filtration occurs more efficiently, while the measurement time can be longer, which positively affects the accuracy of weighing.
Таким образом, при быстром изменении входного сигнала и большой дисперсии устройство увеличивает скорость реакции системы дозирования, а при медленно меняющемся весе и малой дисперсии обеспечивает высокую точность взвешивания. Поэтому данное устройство позволяет эффективно подавлять синусоидальные и несимметричные вибрации и помехи в широком спектре частот и существенно улучшить динамические свойства измерительной системы, т.е. уменьшить время реакции на внешнее воздействие с сохранением точности измерения.Thus, with a rapid change in the input signal and large dispersion, the device increases the reaction rate of the dosing system, and with slowly changing weight and small dispersion, it provides high weighing accuracy. Therefore, this device allows you to effectively suppress sinusoidal and asymmetric vibrations and noise in a wide range of frequencies and significantly improve the dynamic properties of the measuring system, i.e. reduce the response time to external influences while maintaining measurement accuracy.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004118104/28A RU2286554C2 (en) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Weight-measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004118104/28A RU2286554C2 (en) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Weight-measuring device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004118104A RU2004118104A (en) | 2005-12-10 |
RU2286554C2 true RU2286554C2 (en) | 2006-10-27 |
Family
ID=35868419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004118104/28A RU2286554C2 (en) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Weight-measuring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2286554C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021251843A1 (en) * | 2020-06-09 | 2021-12-16 | Ферматагро Текнолоджи Лимитэд | Device for monitoring plant health |
-
2004
- 2004-06-16 RU RU2004118104/28A patent/RU2286554C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021251843A1 (en) * | 2020-06-09 | 2021-12-16 | Ферматагро Текнолоджи Лимитэд | Device for monitoring plant health |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004118104A (en) | 2005-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2007316071A (en) | Method for processing output signal of measurement transducer, and power-measuring device | |
JP5032799B2 (en) | Method for processing the output signal of a measuring transducer and force measuring device | |
EP3318899B1 (en) | Seismic sensor and earthquake determination method | |
US8063320B2 (en) | Counting scale with a moving average start calculating section, for determining whether or not to calculate a moving average | |
US5172783A (en) | Weighing scale with validating reference channel | |
EP3372963B1 (en) | Weighing cell monitoring | |
GB2149512A (en) | Electronic weighing machine | |
RU2286554C2 (en) | Weight-measuring device | |
US20020060328A1 (en) | Semiconductor device | |
US4857854A (en) | Digital fault locator | |
US10088497B2 (en) | Acceleration sensor | |
US11280771B2 (en) | Liquid chromatograph | |
GB2137364A (en) | Electrical measuring device | |
CN110296684B (en) | Dynamic inclinometer with rapid linear acceleration detection function | |
CN101233388B (en) | Abnormality detection device of optical fiber gyroscope | |
Shoji et al. | In-situ non-linear calibration of grain-yield sensor: Optimization of parameters for flow rate of grain vs. Force on the sensor | |
CN112082633A (en) | Weight measuring method for stabilizing weight value under human body shaking condition | |
SU1099109A1 (en) | Device for dynamic weighing | |
US20180010956A1 (en) | Method and system to quickly determine a weight | |
SU1381339A1 (en) | Automatic scales | |
JP2012083171A (en) | Wheel and axle weight measuring system | |
US5977774A (en) | Method for detecting open circuits with a measurement device | |
KR102315820B1 (en) | Appartus for detecting radiation for nbc vehicle | |
JPH08201158A (en) | Electronic balance | |
SU1165898A1 (en) | Conveyer weigher |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070617 |