SU1068723A1 - Scales having electromagnetic balancing - Google Patents

Scales having electromagnetic balancing Download PDF

Info

Publication number
SU1068723A1
SU1068723A1 SU823477534A SU3477534A SU1068723A1 SU 1068723 A1 SU1068723 A1 SU 1068723A1 SU 823477534 A SU823477534 A SU 823477534A SU 3477534 A SU3477534 A SU 3477534A SU 1068723 A1 SU1068723 A1 SU 1068723A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
voltage divider
voltage
switch
Prior art date
Application number
SU823477534A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Степанович Моисейченко
Виктор Евгеньевич Евдокимов
Валерий Иванович Лобан
Валерий Александрович Цветков
Original Assignee
Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.М.И.Калинина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.М.И.Калинина filed Critical Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.М.И.Калинина
Priority to SU823477534A priority Critical patent/SU1068723A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1068723A1 publication Critical patent/SU1068723A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

ВЕСЫ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ . УРАВНОВЕШИВАНИЕМ, содержащие чувствительный элемент с грузоприемной чашкой , установленный на упругом подвесе , датчик перемещени , делитель напр жени , модул тор и последователь но соединенные конденсатор, усилитель и фазочувствительный демодул тор , подключенные через ключ, св занный с модул тором, к катушке силовой компенсации, установленной на чувствительном элементе, отличающиес  тем, что, с целью повышени  точности за счет уменьшени  погрешности масштабного коэффициента делител  напр жени , в них введены дополнительный делитель напр жени  и два переключател , причем вход первого переключател  подключен к выходу датчика перемещени , один -выход - к входу делител  напр жени , а другой выход - к входу дополнительного делител , напр жени , один вход второго переключател  под (Л к/почен к выходу делител  напр жени  второй вход - к выходу дополнительного де.7штел  напр жени , выход второго переключател  соединен с конден-: | сатором, а управл ющие входы переключателей - с модул тором. а 00 vj to СлЭSCALES WITH ELECTROMAGNETIC. EQUALIZING, containing a sensitive element with a load-receiving cup, mounted on an elastic suspension, a displacement sensor, a voltage divider, a modulator and successively connected capacitor, amplifier and phase-sensitive demodulator, connected via a key connected to the modulator to the power compensation coil, installed on the sensitive element, characterized in that, in order to increase accuracy by reducing the error of the scale factor of the voltage divider, they introduced an additional and a voltage switch and two switches, the input of the first switch connected to the output of the displacement transducer, one output to the input of the voltage divider, and another output to the input of the additional divider, voltage, one input of the second switch under (Lk / poken to The output of the voltage divider is the second input to the output of the additional voltage unit, the output of the second switch is connected to the capacitor, and the control inputs of the switches are connected to the modulator. a 00 vj to SLE

Description

Изобретение относитс  к весоизме рительной технике. Известны устройства дл  измерени неэлектрических величин, в которых используетс  модул ционный принцип преобразовани  с амплитудным масшта бированиеМС одновременной синхронной модул цией коэффициентов переда чи цепей пр мого и обратного преобразовани  с использованием в пр мой цепи коммутируемого резистивного де лител  с аналоговыми-ключами 11. Хот  такие устройства позвол ют измер ть УСИЛИЯ, на пор док и более превышающие номинальное значение ко пенсирующего усили , однако не обес печивают высокую точность измерени  Ближайшими по технической сущности к изобретению вл ютс  весы с электромагнитным уравновешиванием, содержащие чувствительный элемент с грузоприемной чашкой, установленный на упругом подвесе, датчик пёремеще . ни , делитель напр жени , модул тор и последовательно соединенные кон .денсатор, усилитель и фазечувствительный демодул тор, подключенные через ключ, св занный с модул тором к катушке силовой компенсатмви, уста новленной на чувствительном элементе С21 . :: Недостаток известных весов заклю чаетс  в неудовлетворительной точности измерени , на которую оказыва ет вли ние погрешность модул тора -и делител  напр жени , котора  определ етс  нестабильностью остаточных параметров ключа и отношени  сопрот влений. Цель изобретени  - повышение точ . ности за счет уменьшени  погрешност масштабного коэффициента делител  напр жени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в весы с электромагнитным уравновешиванием, ёодержалще чувствительный элемент с грузоприемной чашкой, установленный на упругом подвесе, датчик перемещени , делитель напр жени , модул тор и последовательно соединенные конденсатор, усилитель и фазочувствительный демодул тор/подключенные через ключ, св занный а модул тором, к катушке силовой компенсации, установленной на чувствительном элементе, введены дополнительный делитель напр жени  и два переключател , причем вход первого переключател  подключен к выходу датчика перемещени , один выход - к входу делител  напр жени  а другой выход - к входу дополнитель ного делител  напр жени , один вход второго переключател  подключен к ВЫХОДУделител  напр жени  второй вход - к выходу дополнительного де лчтел  напр жени , выход второго переключател  соединен с конденсатором, а управл ющие входы переключателейс модул тором. На фиг. 1 показаны весы, общий вид; на фиг. 2 - функциональна  блоксхема весов; на фиг. 3 и 4 - варианты подключени  делителей напр жени . Весы содержат магнитоэлектрический компенсатор, образованный посто нным магнитом 1, магнитопроводом 2 с сердечником 3 и катушкой 4 силовой компенсации, установленной в зазоре с помощью упругого подвеса 5. С катушкой 4 жестко соединена грузоприемна  чашка 6, на которую устанавливаетс  груз 7 весом РХ. С одной стороны каркаса катушки 4 установлен светодиод 8, свет от которого через щель 9 поступ-ает на фотодиод 10, который преобразует перемещение Лх в электрический сигнал и. Весы содержат также переключатель 11, делители 12 напр жени  {резисторы р., и к„), делитель 13 напр жени  ( резисторы R,, R), переключатель 14, усилитель 15, фазочувствительный демодул тор 16, ключ 17, конденсатор 18, модул тор 19, например мультивибратор, управл ющий ключом 17 и переключател ми 11 и 14. Светодиод 8, облучающий фотодиод 10 через щель 9 в каркасе-катушки 4 образуют совместно датчик 20 перемещени . Делитель 12 напр жени  имеет коэффициент делени  К i делитель 13 напр жени  - коэффициент делени  К р 7р Kj+ Весы работают следующим образом. Перемещение катушки 4 в зазоре между магнитопроводом 2 и сердечни- ком 3 под действием разности измер - емого веса Р и компенсирующего усили  Р магнитоэлектрического компенсатора фиксируетс  датчиком 20 перемещени , на выходе которого вырабатываетс  напр жение и ,2 Это напр жение через один выход переключател  11 поступает на вход делител  12 напр жени ,либо через другой выход переключатели 11 на вход делител  .13 напр жени . С выходов делителей напр жени  12 и 13 ВЫХОДНОЙ сигнал поступает на соответствующие переключател  14 и далеена конденсатор 18. Управление работой переключателей 11 и 14 -и ключом 17 производитс  модул тором 19, выЕ абатывающим симметричные пр моугольные импульсы напр жени . .... Частота модул ции выбираетс  ниже резонансной частоты подвижной части , котора  минимальна при макси- / мальном значении измер емой массы. i . Например, при резонансной частоте подвижной .части весов, равной 35 40 Гц, достаточно, чтобы частота модул ции лежала в области 5-10 Гц, при этом подвижна  часть весов совер шает колебани  с частотой модул ции Усиленный Сигнал и выпр мл етс  фазочувствйтельным демодул тором 16 выходной ток J которого через ключ 17 поступает в катушку 4 магнитоэлек трического компенсатора, который сов дает компенсирующее усилие Pjj. В течение первого полупериода мо дул ции (переключатели II и 14 наход тс  - в верхнем положении, ключ 17 раэомкнут)осуществл етс  преобразование силы Р,{ в напр жение и К20 К Р;(. В течение второго полупериода модул ции (переключатели 11 и 14 наход тс  в нижнем положении , ключ 17 замкнут) преобразуетс  разность ( напр жение U2 (РХ -РК)КД(,- К. Конденсатор 18 выдел ет напр жение и и -U2, ко торое усиливаетс , выпр мл етс  и выходной ток J преобразуетс  в силу Рц K4Jx- При большом коэффициёнте усилени  Кго К - 1 i с достаточной точностью Р,) - ( Р) Kg, откуда измер емый вес . 1-к/к, Р . . Уравнение преобразовани  предлаг емый весов отличаетс  от известных значением масштабно-разностного коэ фициента вместо -. -в известных. Подставл   вместо К и К их соответствующие значени , находим выражение дл  масштабного коэффициен , Анализ погрешности чувствительно сти делител  напр жени  известных в сов, показывает, что она кроме нест бильности сопротивлений R. и R содержит р д более существенных состаь л ющих, которыми  вл ютс  остаточное напр жение открытого транзистора ключа , сопротивление открытого транзистора , а также остаточный ток.за- крытого транзистора, вызывающий паразитное напр жение и шунтирующее плечо R, сопротивление закрытого транзистора ключа. Вли ние этих составл юадих в силу разностного принципа преобразовани  возрастает в раз. Включение второго делител  напр жени , синхронно коммутируемого дифференциально построенньм транзисторным ключом, позвол ет в значительной мере осуществить аддитивнуюкоррекций погрешностей от остаточных параTieTpoB ключей и логаметрическую кор-. рекцию погрешностей делителей напр жени  в целом. Таким образом, если в известных весах погрешность масштабного коэффициента делител  напр жени  составл ет сотые проценты, то при увеличении предела измерени  на два пор дка она может составить уже единицы процентов . В предлагаемом устройстве весов погрешность масштабного коэффициента , выраженного отношением коэффициентов двух делителей напр жени  при их идентичности и сильной , коррел ционной св зи может быть снижена более, чем на пор док. . Входы делителей напр жени  могут быть объединены и пр мо подключены к выходу датчика перемещени , как показано на фиг. 3, что исключает переключатель 11 и упрощает устройство. Йогут быть объединены выходы делителей напр жени  и выходное плечо делител  напр жени  выполнено общим, как показано на фиг. 4, Тогда коэффициент модул ции (масштаба ) К уменьшаетс  число сопро1+R3/P4 тивлений и снижаетс  величина погрешности , так как погрешность от R2 практически исключаетс . Реализаци  предлагаемых весов по сравнению с известными не вызывает дополнительных затрат и принципиальных затруднений.The invention relates to a weighing technique. Devices for measuring non-electric quantities are known that use the modulation principle of conversion with amplitude scaling MS simultaneous synchronous modulation of the transmission coefficients of the direct and inverse transformation using a switched resistive divider with analog-keys 11 in the direct circuit. Although such devices allow to measure EFFICIENCY, by an order of magnitude or more, exceeding the nominal value of the coking force, however, they do not provide high measurement accuracy by the Nearest technical essence of the invention are to balance the electromagnetic trim, comprising the sensing element from the load cup mounted on elastic suspension, poremesche sensor. No, a voltage divider, a modulator and a series-connected capacitor, an amplifier and a phase-sensitive demodulator, connected via a switch connected to the coil of the power compensator mounted on the sensitive element C21 via a modulator. :: The lack of known weights lies in the unsatisfactory measurement accuracy, which is influenced by the error of the modulator and voltage divider, which is determined by the instability of the residual key parameters and the ratio of resistances. The purpose of the invention is to increase the points. by reducing the error of the scale factor of the voltage divider. The goal is achieved by the fact that in scales with electromagnetic equilibration, there is a sensitive element with a load-carrying cup mounted on an elastic suspension, a displacement sensor, a voltage divider, a modulator and a series-connected capacitor, amplifier and phase-sensitive demodulator / connected via a key connected and an additional voltage divider and two switches were introduced to the power compensation coil mounted on the sensitive element by the modulator, the input of the first switch connected to the output of the displacement transducer, one output to the input of the voltage divider and another output to the input of the additional voltage divider, one input of the second switch connected to the OUTPUT voltage separator second input to the output of the additional voltage switch, the output of the second switch connected with a capacitor, and the control inputs of the switches with a modulator. FIG. 1 shows the scales, a general view; in fig. 2 - functional block diagram of scales; in fig. 3 and 4 are options for connecting voltage dividers. The balance contains a magnetoelectric compensator formed by a permanent magnet 1, a magnetic core 2 with a core 3 and a power compensation coil 4 installed in the gap by means of an elastic suspension 5. The load-receiving cup 6 is rigidly connected to the coil 4, on which the weight 7 of PX is mounted. On one side of the frame of the coil 4, an LED 8 is installed, the light from which through the slit 9 enters the photodiode 10, which converts the displacement of Lh into an electrical signal and. The balance also contains switch 11, voltage dividers 12 (resistors p., And k), voltage divider 13 (resistors R ,, R), switch 14, amplifier 15, phase-sensitive demodulator 16, switch 17, capacitor 18, module A torus 19, for example, a multivibrator controlling the key 17 and the switches 11 and 14. The LED 8 irradiating the photodiode 10 through the slit 9 in the frame of the coil 4 together form the displacement sensor 20. The voltage divider 12 has a division factor K i and a voltage divider 13 — the division factor K p 7p Kj + The balance operates as follows. The movement of the coil 4 in the gap between the magnetic core 2 and the core 3 under the action of the difference between the measured weight P and the compensating force P of the magnetoelectric compensator is detected by a displacement sensor 20, the output of which produces voltage to the input of the divider 12 voltage, or through another output switches 11 to the input of the divider .13 voltage. From the outputs of voltage dividers 12 and 13, the OUTPUT signal goes to the corresponding switch 14 and the capacitor 18 is far away. The operation of the switches 11 and 14 and the switch 17 is controlled by the modulator 19, the output of the symmetrical rectangular voltage pulses. .... The modulation frequency is selected below the resonant frequency of the movable part, which is minimal at the maximum / maximum value of the measured mass. i. For example, at the resonant frequency of the moving part of the scale equal to 35–40 Hz, it is sufficient that the modulation frequency lies in the region of 5–10 Hz, while the moving part of the scale oscillates with the modulation frequency 16 whose output current J through the key 17 enters the coil 4 of the magnetoelectric compensator, which gives the compensating force Pjj. During the first half-period of modulation (switches II and 14 are in the upper position, the key 17 is closed) the force P converts, {into voltage and K20 K P; (. During the second half-period of modulation (switches 11 and 14 is in the down position, the key 17 is closed) the difference is converted (voltage U2 (РХ -РК) КД (, - K. The capacitor 18 selects the voltage and -U2, which is amplified, rectifies and the output current J converted to the power of Pc K4Jx- With a large gain factor Kgo K - 1 i with sufficient accuracy P,) - (P) Kg, from where measured weight. 1-k / k, R. The conversion equation proposed by the weights differs from those known by the value of the scale-difference coefficient instead of —the known ones. Substitute for K and K by their corresponding values, we find the expression for the scale factor, Analysis The uncertainties of the sensitivity of the voltage divider of known voltages show that it, besides the instability of the resistances R. and R, contains a number of more significant components, which are the residual voltage of the open transistor key, nzistora and residual tok.za- indoor transistor causes parasitic voltage and shunt arm R, the resistance of the transistor switch closed. The effect of these components due to the difference principle of transformation increases by a factor of. The inclusion of a second voltage divider synchronously switched by a differentially constructed transistor key allows, to a significant extent, additive correction of errors from residual TieTpoB key pairs and a log-metric core. The error correction of voltage dividers as a whole. Thus, if in known weights the error of the scale factor of the voltage divider is hundredths of a percent, then with an increase in the measurement limit by two orders of magnitude, it may already amount to a few percent. In the proposed weighting device, the error of the scale factor, expressed by the ratio of the coefficients of the two voltage dividers, with their identity and strong correlation, can be reduced by more than an order of magnitude. . The inputs of the voltage dividers can be combined and directly connected to the output of the displacement transducer, as shown in FIG. 3, which eliminates the switch 11 and simplifies the device. The outputs of the voltage divider and the output shoulder of the voltage divider are made common, as shown in FIG. 4, Then the modulation factor (scale) K decreases the number of resistors + R3 / P4 and decreases the magnitude of the error, since the error from R2 is practically excluded. The implementation of the proposed weights compared to the known does not cause additional costs and fundamental difficulties.

Claims (1)

ВЕСЫ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ . УРАВНОВЕШИВАНИЕМ, содержащие чувствительный элемент с грузоприемной чашкой, установленный на упругом подвесе, датчик перемещения, делитель напряжения, модулятор и последователь·- но соединенные конденсатор, усилитель и фазочувствительный демодулятор, подключенные через ключ, связанный с модулятором, к катушке силовой компенсации, установленной на чувствительном элементе, отличающиеся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения погрешности масштабного коэффициента делителя напряжения, в них введены дополнительный делитель напряжения и два переключателя, причем вход первого переключателя подключен к выходу датчика перемещения, один выход - к входу делителя напряжения, а другой выход - к входу дополнительного делителя, напряжения, g один вход второго переключателя под- “ ключей к выходу делителя напряжения, второй вход - к выходу дополнитель-* ного делителя напряжения, выход второго переключателя соединен с конден-: сатором, а управляющие входы переключателей - с модулятором.ELECTROMAGNETIC SCALES. By balancing, containing a sensing element with a load receptacle mounted on an elastic suspension, a displacement sensor, a voltage divider, a modulator and a sequence · but connected capacitor, amplifier and phase-sensitive demodulator connected through a key connected to the modulator to the power compensation coil mounted on the sensitive element, characterized in that, in order to increase accuracy by reducing the error of the scale factor of the voltage divider, an additional divide l voltage and two switches, the input of the first switch connected to the output of the displacement sensor, one output to the input of the voltage divider, and the other output to the input of the additional voltage divider, g one input of the second switch of the keys to the output of the voltage divider, the second the input is to the output of an additional * voltage divider, the output of the second switch is connected to a capacitor: and the control inputs of the switches to a modulator. SU ,1068723 фиг. 1SU, 1,068,723 of FIG. 1
SU823477534A 1982-07-30 1982-07-30 Scales having electromagnetic balancing SU1068723A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823477534A SU1068723A1 (en) 1982-07-30 1982-07-30 Scales having electromagnetic balancing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823477534A SU1068723A1 (en) 1982-07-30 1982-07-30 Scales having electromagnetic balancing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1068723A1 true SU1068723A1 (en) 1984-01-23

Family

ID=21024745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823477534A SU1068723A1 (en) 1982-07-30 1982-07-30 Scales having electromagnetic balancing

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1068723A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Скрылник Ю. А. Повышение точности преобразовани неэлектрических величин н электрическое напр жение. - Приборы и системы управлени 1977, 7, с. 28. 2. Авторское свидетельство СССР № 781637, кл. G 01 L 11/00, 1978 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2338732A (en) System for measuring force and acceleration
US4062417A (en) Weighing apparatus including linearized electromagnetic compensation means
SU1068723A1 (en) Scales having electromagnetic balancing
US4322679A (en) Alternating current comparator bridge for resistance measurement
SU1345061A1 (en) Electromagnetic balance
SU587340A1 (en) Weight-measuring apparatus
SU918793A1 (en) Weight measuring device
RU1800282C (en) Weighing equipment
RU2107301C1 (en) Compensation accelerometer
SU800651A1 (en) Electromagnetic flowmeter
RU1778546C (en) Scale balancing device
SU1276914A1 (en) Digital weight-measuring arrangement
SU960540A1 (en) Digital system for automatic weight registering
SU1428935A1 (en) Scales with electromagnetic balancing
SU1485123A1 (en) Electromagnetic device of non-destructive testing
SU1631305A1 (en) Digital electromagnetic balance
SU1193611A1 (en) Apparatus for measuring magnetic field strength
RU2012852C1 (en) Balance
SU1268964A1 (en) Scales with electromagnetic balancing
SU991175A1 (en) Electronic digital scales
SU1408237A1 (en) Vibration meter
SU1216658A1 (en) Electromagnetic balance
SU1476319A1 (en) Electronic clock
SU1478050A1 (en) Scales with electromagnetic balancing
SU1018005A1 (en) Device for checking electrical conductivity