SU1117452A1

SU1117452A1 - Device for measuring mass

Info

Publication number: SU1117452A1
Application number: SU833610327A
Authority: SU
Inventors: Евгений Иванович Новиков
Original assignee: Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Испытательных Машин,Приборов И Средств Измерения Масс
Priority date: 1983-06-27
Filing date: 1983-06-27
Publication date: 1984-10-07

Abstract

УСТРОПСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ, содержащее упругое тело с перемычкой , на котором размещена грузоприемна платформа, и транзисторный возбудитель, подключенный к . счетчику импульсов, отличающеес тем, что, с целью повглиени его точности за счет увеличени чувствительности упругого тела к де ,формации, упругое тело с перемычкой выполнено в виде сйлочувствительного пьезокварцевого элемента. (Л С.CONSTRUCTION FOR MEASUREMENT OF WEIGHT, containing an elastic body with a jumper, on which the platform is loaded, and a transistor driver connected to the. a pulse counter, characterized in that, in order to beat its accuracy by increasing the sensitivity of the elastic body to the deformation, the elastic body with a bridge is made in the form of a syl-sensitive piezoquartz element. (L S.

Description

елate

1чЭ1HE

Изобретение относитс к весоизмерительной технике и может быть использовано дл прецизионного измерени массы.The invention relates to a weight measuring technique and can be used for precision mass measurement.

Известно устройство дл измерени массы, содержащее кольцеобразны упругий элемент, выполненный с перемычкой , электромагниты, усилитель и регистрирующую аппаратуру „A device for measuring mass is known, comprising an annular elastic element made with a jumper, electromagnets, an amplifier and recording equipment “

Недостатками этого устройства вл ютс значительные масса и стоимость за применени электромагнитов и усилителей.The disadvantages of this device are the considerable mass and cost of using electromagnets and amplifiers.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство дл измерени массы, содержащее упругое тело с перемычкой, на котором размещена грузоприемна платформа, и транзисторный возбудитель , подключенный к счетчику импульсов С23.The closest in technical essence to the present invention is a device for measuring mass, comprising an elastic body with a jumper, on which the load-receiving platform is located, and a transistor driver connected to the pulse counter C23.

Недостатки известного устройства заключаютс в неудовлетворительной точности из-за низкой чувствительности упругого элемента к деформации , низкой добротности виброчастотного резонансного чувствительного элемента и значительного температурно-частотного коэффициента.The disadvantages of the known device are unsatisfactory accuracy due to the low sensitivity of the elastic element to deformation, the low quality factor of the vibration frequency resonant sensitive element and a significant temperature-frequency coefficient.

Цель изобретени - повышение точности за счет увеличени чувствитель ности упругого тела к деформации,The purpose of the invention is to increase the accuracy by increasing the sensitivity of the elastic body to deformation,

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл измерени массы, содержащем упругое тело с перемычкой , на котором размещена грузоприемна платформа, и транзисторный возбудитель, подключенный к счетчику импульсов, упругое тело с перемычкой выполнено в виде силочувствительного пьезокварцевого эле 1ента.This goal is achieved by the fact that in a device for measuring mass, containing an elastic body with a jumper on which a load-receiving platform is placed, and a transistor driver connected to a pulse counter, the elastic body with a jumper is made in the form of a force-sensitive piezoquartz elemental.

На чертеже показана схема устройства .The drawing shows a diagram of the device.

На основании 1 установлено упругое тело 2, выполненное в виде силочувствительного пьезокварцевого элемента с нулевым температурно частотным коэффициентом. В теле 2 имеютс полости 3 и перемычка 4, в средней части которой находитс локализованна зона 5 пьезоэлектрических колебаний, с обеих сторон которой размещены металлические электроды 6, определ ющие (в основном} размеры локализованной зоны 5 пье йоэлектрических колебаний.On the base 1, an elastic body 2 is installed, made in the form of a highly sensitive piezoquartz element with a zero temperature-frequency coefficient. In the body 2 there are cavities 3 and a jumper 4, in the middle part of which there is a localized zone 5 of piezoelectric oscillations, on both sides of which metal electrodes 6 are placed, which determine (mainly) the dimensions of the localized zone 5 of piezoelectric oscillations.

Металлические электроды 6 подключены к входам транзисторного возбудител 7, выход которого подклю чен к электронному счетчику 8. Ось чувствительности упругого тела 2 обозначена ОО1Metal electrodes 6 are connected to the inputs of the transistor driver 7, the output of which is connected to the electronic counter 8. The axis of sensitivity of the elastic body 2 is designated OO1

На упругом теле 2 укреплена нагрузочна платформа 9.On the elastic body 2 is strengthened loading platform 9.

Работа устройства основана на пр мом и обратном пьезоэлектрическом и силочастотном эффектах; эффекте локализации энергии пьезоэлектрических колебаний в ограниченной зоне пьезоэлемента и эффекте трансформации механического усили .The operation of the device is based on the direct and inverse piezoelectric and force-frequency effects; the effect of localization of the energy of the piezoelectric oscillations in a restricted area of the piezoelectric element and the effect of transformation of the mechanical force.

Дл приведени устройства в рабочее положение от источника тока (не показан подаетс электропитание на транзисторный возбудитель 7 и электронный счетчик 8.To bring the device into working position from the current source (not shown, power is supplied to the transistor driver 7 and the electronic meter 8.

Измерительный., груз (не показан) помещаетс на нагрузочную платформу 9, котора в силу второго закона Ньютона создает усилие F, направленное вдоль местной вертикали NN.A measuring load (not shown) is placed on the loading platform 9, which, by virtue of Newton's second law, creates a force F directed along the local vertical NN.

F mg,F mg,

где m - масса.грузаfwhere m is the mass of cargo

g - вектор гравитационного ускорени .g is the gravitational acceleration vector.

Усилие F, измен ющеес пр мо пропорционально от измер емой массы тп, прикладываетс к упругому телу 2, в котором возникает механическое напр жение , создающее в перемычке 4 трансформируемое усилие , приложенное к двум противоположным концам . Результирующее усилие в перемычке определ етс следующей зависимостьюA force F, varying directly in proportion to the measured mass m, is applied to an elastic body 2, in which a mechanical stress arises, which creates in the bridge 4 a transformable force applied to two opposite ends. The resulting force in the jumper is determined by the following dependency.

F к.F K.

- J,Тр Тр ™ 8 I- J, Tr Tr ™ 8 I

тр. ре )tr. re)

где тр.where tr.

трансформируемое резуль тирующее усилие, действующее на перемычку transformable resultant force acting on the jumper

К коэффициент трансформатр ции усили . Трансформируемое усилие , измен етс пр мо пропорционально от действующего усили К.To force conversion ratio Transformable force, varies directly in proportion to the current force K.

В 4 величина трансформируемого усили устанавливаетс исход из требований прочности и необходимой чувствительности.The magnitude of the transformable force 4 is established on the basis of the requirements of strength and the required sensitivity.

Возможность трансформации действующего усили на силопреобразовательный элемент - перемычку 4 - обеспечивает возможность получени оп- , тимальных условий преобразовани ( необходимый запас прочности при максимальной чувствительности) независимо от величины нагрузки F, котора воспринимаетс упругим телом 2, параметрами которого обеспечивают ВОЗМОЖНОСТЬ использовани в широком диапазоне нагрузок.The possibility of transforming the acting force on the force-converting element - jumper 4 - makes it possible to obtain optimal and optimal conversion conditions (necessary strength at maximum sensitivity) regardless of the load F, which is perceived by the elastic body 2, the parameters of which provide POSSIBILITY of use in a wide range of loads.

В силу действи силочастотного эффекта в перемычке 4 от усили By virtue of the effect of the force-frequency effect in jumper 4 from

тр. рез частота пьезоэлектрических колебаний уменьшаетс пр мо пропорционально от величины действующего усили :tr. the frequency of the piezoelectric oscillations is reduced directly proportional to the magnitude of the current force:

2 J:)F ту. рез2 J:) F tu. cut

-К -TO

счsch

nDnD

af - отклонение частоты пьезогде электрических колебаний; Кеч силочастотнай коэффициент;af is the frequency deviation of the piezoelectric oscillations; Kech power frequency coefficient;

Claims

DEVICE FOR MEASURING MASS, containing an elastic body with a jumper on which a load-receiving platform is placed, and a transistor exciter connected to. a pulse counter, characterized in that, in order to increase its accuracy by increasing the sensitivity of the elastic body to deformation, the elastic body with a jumper is made in the form of a hypersensitive piezoelectric element.

m sl er>