SU1441204A1 - Автоматические весы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Цель изобретени  - повышение. точности, бЬ1стродействи  и упрощение конструкции за счет ) устранени  предварительного уравновешивани , временных задержек и последовательного перебора гирь. Коромысло 1, установленное с помощью призмы 2 на подушке 3, имеет подвеску 4 с грузоприемной чашкой 5, концевой bl8 (Л :& го о 4

Description

призмой 6, стрункой 7, планками 8 и 9 дл  встроенных гирь 10 (старша  декада) и 11 (младша  декада). К коромыслу 1 прикреплены подвижна  часть датчика 24 некомпенсации и катушка 25, котора  совместно с магнитной системой 26 образует магнитоэлектрический компенсатор 27, Гиревой механизм 12 снабжен электромагнитными фиксаторами 35, штоки 36 которых, перемеща сь при подводе питани  к . фиксаторам 35 от регистров.37 и 38; удерживают заклоненные рычаги 13 и 14 в положении, при котором гири 10 и 11 сн ты с планок 8 и 9 подвески 4 При отключении питани  штоки 36 в исходном положении возвращаютс  плоскими пружинами 39. Положение сн тых гирь фиксируетс  датчиками 40 положени  гирь, выполненных в виде микровыключателей , контактируемых со штоками 36. С датчика 24 некомпенсации подаетс  сигнал на усилитель 28, вырабатывающий компенсационный ток дл  компенсатора 27, и выходной сигнал дл  аналого-цифрового преобразовател  30, с которого снимаетс  на м адшие декады цифрового индикатора 31 сигнал, равньй остаточному разбалансу, нескомленсированному гир ми . Одновременно на старшие разр ды цифрового индикатора 31 сигнал поступает с датчиков 40 положени   гирь через дешифраторы 49 и 50 кодов положени  гирь, индициру  на старших разр дах значение цифр, отображающих суммарную массу сн тых гирь в каждой декаде. 1 ил.

Изобретение относитс  к весоизмерительной технике, в частности к весам с электромагнитной системой уравновешивани  коромысла и гиревой компенсацией взвешиваемой массы,

Целью изобретени   вл етс  повы- шение точности, быстродействи  и упрощение конструкции за счет устранени  предварительного взвешивани , временных задержек и последовательного перебора гирь.

На чертеже представлена схема ;весов.

Коромысло 1, установленное с помощью при змы 2 на подушке 3, имеет подвеску 4 с грузоприемной чашкой 5, концевой призмой 6, стрункой 7, планками В и 9 дл  встроенных гирь 10 (старша  декада) и 11 (младша  декада ) ,

Гиревой механизм 12 содержит рычаги 13 и 14 дл  съема гирь, свободно вращающиес  на ос х 15, электроприводов 16 и 17 (старшей и младшей декады ), св занные с иcтoчникo 4 18 питани  через ключи 19 и 20, позиционные фиксаторы 21 и 22 положени  гирь 10 и 11, выполненные, например, .в виде микровыключателей.

К коромыслу 1 прикреплены подвижна  часть 23 датчика 24 некомпенсаци

и катушка 25, котора  совместно с магнитной системой 26 образует магнитоэлектрический компенсатор 27.

Датчик 24 компенсации подключен через усилитель 28 и ключ 29 к катушке 25 компенсатора 27, с цепью которой соединен аналого-цифровой преобразователь 30 с цифровым индикатором 31 и опорный резистор 32, служащий дл  съема измерительного сигнала, пропорционального компенсационному и измер емой массе образца 33, устанавливаемого на чаи1ке 5.

Дл  ограничени  угла заклонени  кором сла 1 предусмотрены регулируемые упоры 34.

Гиревой механизм 12 снабжен электромагнитными фиксаторами 35, штоки 36 которых, перемеща сь при подводе питани  к электромагнитным фиксаторам 35 от регистров 37 и 38 (старшей и младшей декад), удерживают заклоненные рычаги 13 и 14 в положении, при котором гири 10 и 11 сн ты с планок 8 и 9 подвески 4. При отключении питани  штоки 36 возвращаютс  в исходное положение плоскими пружинами 39. Положение сн тых гирь фиксируетс  атчиками 40 положени  гирь, выполейных , например, в виде микровыклю- чателей, контактируемь х со и1токами 36.

Подъем рычагов 13 и осуществл етс  кулачками А1, имеющими дл  всех гирь одинаковый однопоэиционный профиль и устанавленными на ос х 15 с разворотом по окружности относительно друг друга в пор дке уменьшени  массы снимаемых гирь 10 и II на шаг позиционных фиксаторов 2 и 22.

Автоматические весы также содержат два триггера 42 и 43 пам ти перегрузки , управл ющие работой соответственно старшей и младшей декад гиревого механизма 12, схему И 44,

включаетс  параметрический стабилизатор напр жени  (стабилитрон).

Работа весов происходит следующим образом.

В исходном состо нии при отсутствии на грузоприемной чашке 5 взвешиваемого образца 33 все гири 10 и 11 старшей и младшей декад наход т- 10 с  на планках 8 и 9 подвески 4. Выход усилител  28 подключен ключом 29 к катушке 25 компенсатора 27.

С датчиков 40 положени  гирь 10 и 11 через дешифраторы 49 и 50 кодов

управл ющую переключением ключа 29,15 на соответствующие знаковые разр ды отключающего источник 45 опорного цифрового индикатора ЗГ поступает тока и подключающего усилитель 28 к код нулевой (исходной) комбинаций .катушке 25 компенсатора 27, два счет- наложенных на планки 8 и 9 подвески чика 46 и 47 тактов, входы которьпс 4 гирь (10 и 11). С анапого-цифровосв заны с позиционными фиксаторами20 го преобразовател  30 также по всем 21 и 22, а выходы - с соответствующими регистрами 37 и 38, второй выход счетчика 47 тактов младших декад

св зан с входами установки нул 

разр дам поступают , на цифровом индикаторе 31 инициируетс  нулева  комбинаци .

При помещении на грузоприемную обоих триггеров 42 и 43 пам ти пере- 25 чашку 5 взвешиваемого образца 33, :грузки, второй выход счетчика 46 имекщего массу, превьппающую диапазон тактов старших декад св зан с одним точного уравновешивани  ( предварн- из входов триггера 43 пам ти пере- тельное уравновешивание в предлагае- грузки мпадшей декады.мой конструкции отсутствует), короВыход перегрузки аналого-цифро- 30 мыоло 1 заклон етс  до верхнего упо- вого преобразовател  30 св зан с ра 34, с датчика 24 некомпенсации триггером 42 пам ти перегрузки стар- выдаетс  максимальной величины напр - шей декады гиревого механизма 12, жение, например, положительной пол р- выходы обоих триггеров 42 и 43 пам - ности. Усилитель 28 вырабатывает ком- ти перегрузки по одним каналам св - в пенсационный ток 1, протекание кото- заны с ключа м 19 и 20, по другим рого через катушку 25 компенсатора

27, создает усилие, равное максималь- ному значению диапазона точного уравновешивани .

ции, выход дискриминатора 48 пол р- до На выходе аналого-цифрового пре- ности св зан с регистрами 37 и 38, образовател  30 по каналу П возникает сигнал 1, по которому переводитс  в единичное состо ние триггер 42 пам ти перегрузки старшей декады, 45 по выходному сигналу которого схема И 44 с помощью ключа 29 отключает усилитель 28 и подключает источник 45 опорного тока к катушке 25 компенсатора 27, величина опорного тока I

каналам - со схемой И 44.

Дискриминатор 48 пол рности св зан с выходом датчика 24 некомпенсавыходы которых св заны с соответствующими электромагнитными фиксаторами 35 гирь.

Датчики 40 положени  гирь через депшфраторы 49 и 50 кодов положени  гирь старших и младших декад св заны с соответствующими знаковыми разр дами цифрового индикатора 31.

Источник 45 опорного тока предка- §0 устанавливаетс  равной 1/2 I,f, блазначен дл  создани  в компенсаторе 27 усили , равного половине максимального на диапазоне точного авто- матического уравновешивани  дл  исключени  промаха при автоматическом подборе гиревой компенсации, и реализуетс  с помощью операционного усилител , охваченного обратной св зью по току, на входе которого

включаетс  параметрический стабилизатор напр жени  (стабилитрон).

Работа весов происходит следующим образом.

В исходном состо нии при отсутствии на грузоприемной чашке 5 взвешиваемого образца 33 все гири 10 и 11 старшей и младшей декад наход т- с  на планках 8 и 9 подвески 4. Выход усилител  28 подключен ключом 29 к катушке 25 компенсатора 27.

С датчиков 40 положени  гирь 10 и 11 через дешифраторы 49 и 50 кодов

годар  чему компенсатором создаетс  начальное силовое компенсацнонко е воздействие,, равное половине максимального на диапазоне точного урав- 55 новешивани .

Одновременно с переключением ключа 29 сигналом с выхода триггера 42 пам ти перегрузки замыкаетс  ключ 19, подающий пНтанне на электропривод 16

51441204

старшей декады гиревого механизма 12

хо ду

который приводит вал с кулачками 41 во вращение, кулачки поочередно поднимают рьтаги 13 с гир ми 10, снима  соответствующие гири с планки 8 подвески 4. Согласно изобретению первой снимаетс  гир  с максимальной массой Создаваемый при ее сн тии момент может оказьгоатьс  меньше или больше момента, создаваемого взвешиваемым образцом 33.

Если момент сн той гири 0 меньше момента взвешиваемой массы, то коромысло 1 не мен ет своего положени  и сигнал с датчика 24 некомпенсации не мен ет своего знака, и с дискриминатора 48 пол рности поступает сигнал на регистр 37 старшей декады о включении по сигналу со счетчика 46 тактов соответствующего электромагнитного фиксатора 35, которьй перемещает шток 36 влево, не позвол   рычагу 13 с подн той гирей 10 опуститьс  вниз и положить.. гирю на подвеску 4. Следовательно, при опускании кулачка 41 рычаг 13 остаетс  в верхнем положении, удерживаетс  штоком 36, контактируемым с вторым концом рычага 13, преп тствующим повороту рычага 13.

Бели момент сн той гири 10 больше момента взвешиваемого тела, то коромысло 1 приводит в движение за счет перекомпенсированной массы взвешиваемого издели , т.е. взвешиваема  масса меньше массы сн той гири и коромысло заклонитс  до нижнего упора 34. В этом случае сигнал с датчика 24 некомпенсации мен ет знак на - и электромагнитный фиксатор 35 не запитываетс , поскольку с дискри- минатора 48 пол рности не поступает соответствующего сигнала на регистр

37, и при последующем повороте кулач- 45 гирь, в них введены электромагнитные

ка 4 рычаг 13 опускаетс  и сн та  гир  10 накладываетс  на.планку 8 подвески А, и исключаетс  съем данной гири во всех последуюших комбинаци х .

Аналогичным образом в каждой из последующих позиций (шагов) гиревого механизма 12, количество которых равно числу гирь в декаде, осуществл етс  итерационный перебор гирь возможных комбннатдий, количество которых зависит от выбора системы счислени  (двоично-дес тичной или дес тичной ) ,

Возврат автоматических весов в ис- ходное положение осуществл етс  сле- дутош м образом.

При сн тии нагрузки 33 с чашки 5 при сн тых гир .х с подвески коромысло 1 заклон етс , поскольку масса сн тых гирь 10 и 11 с подвески 4 больше предела точного уравновешивани ,

до нижнего упора 34, с датчика 24 некомпенсации на дискриминатор 48 пол рности поступает устойчивый си - нал -, при этом дискриминатор 48 пол рности через регистры 37 и 38

отключает питание от всех электромагнитных фиксаторов 35, штоки 36 пружинами 39 сдвигаютс  вправо в исходное положение и подн тые рычаги 13 и 14 вместе с гир ми опускаютс  вниз,

накладыва  подн тые гири на планки 8 и 9 подвески 4, и чувствительна  система коромысла 1 с подвеской 4 приходит в исходное состо ние равновеси , датчики 40 положени  гирь

фиксируют отсутствие гирь, сн тых .с подвески, на цифровом индикаторе 31 нул  весы готовы к следующему измерению .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Автоматические весы, содержаш 1е коромысло, гиревой механизм старшей и младшей декад с электроприводами, источником питани  и позиционными

   фиксаторами, датчик некомпенсации, подключенный через усилитель к катушке магнитоэлектрического компенсато- ра, кулачки сьема гирь и управл емые ключи, отличающиес  тем,

   что, с целью повьшгени  точности,

   быстродействи  и упрощени  конструкции за счет устранени  предварительного уравновешивани , временных задержек и последовательного перебора

   фиксаторы гирь, датчики положени , дискриминатор пол рности, схема И, источник опорного тока, два счетчика тактов, дискриминатор пол рности,

   два регистра, два дешифратора кодов положени  гирь, аналого-цифровой преобразователь, два тригт-ера пам ти перегрузки старшей и младшей декад и цифровой индикатор, причем один выход аналого-цифрового преобразовател  св зан с входом триггера пам ти перегрузки старшей дер;ады гиревого механизма; , а другой - с цифровым инди- катором, а вход аналого-пифрового

   преобразовател  св зан с катушкой магнитоэлектрического компенсатора, вход магнитоэлектрического компенсатора св зан с источником опорного то- ка, выходы обоих триггеров пам л-н перегрузки по одним каналам св заны с ключами подключени  источника пита .ни  к соответствующим электроприводам гиревого механизма, а по другим каналам - со схемой И, выход которой св зан с ключом отключени  источ ,ника опорного тока и подключени  усилител  к катушке магнитоэлектрического компенсатора, входы, установки ну- л  обоих триггеров пам ти перегрузки св заны с одним из выходов счетчика

   .тактов младших декад гиревого механизма , один из входов триггера пам т перегрузки младпшх декад св зан с одним из выходов счетчика старших декад , выход датчика некомпенсации св зан с дискриминатором пол рности, выход которого св зан с первыми входами регистров старших и младших декад , вторые входы которых через счетчики тактов св заны с позиционными фиксаторами старших и младших декад, выходы обоих регистров св заны с соответствующими электромагнитными фиксаторами гирь,.датчики положени  гирь через дешифраторы кодов полоке ни  гирь старших и младших де- кад св заны с соответствующими знаковыми разр дами цифрового индикатора.