SU1530934A1 - Устройство дл измерени массы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к весоизмерительной технике и может быть использовано дл  прецизионного взвешивани  твердых предметов. Цель изобретени  - повышение надежности за счет увеличени  динамической стойкости при одновременном расширении предела измерений. На торцах силочувствительных кварцевых резонаторов 5, выполненных в виде линз, установлены дополнительна  нагрузочна  8 и опорна  11 платформы с фиксаторами 9,12 и указател ми 10,13 положени . Устанавливаемый на нагрузочную платформу 7 груз создает в резонаторах 5 механическое напр жение, вызывающее изменение частоты колебаний. С выхода сумматора 16 на цифровой индикатор 17 поступает электрический сигнал с суммарной частотой. При изменении от действи  внешних факторов величины силочастотного коэффициента перемещают платформы 8 и 11 на угол, отсчитываемый с помощью указателей 10 и 13 положени  по отсчетной шкале 14 и фиксируют. 1 ил.

Description

ел

со

Изобретение относитс  к весоизмерительной технике и может быть исполь эовано дл  прецизионного взвешивани  твердых предметов.

Цель изобретени  - повышение надежности за счет увеличени  динамической стойкости и расширение предела измерени  за счет обеспечени  возмож- нodти выбора нагрузочной оси.

На чертеже показана схема устройства дл  измерени  массы.

Устройство содержит основание I, корпус 2 с экранирующими разделительными перегородками 3, образующими по- лости 4, в которых установлены сило- чувствительные кварцевые резонаторы 5, выполненные по форме в виде линз, на центральные части которых нанесены возбуждающие электроды 6, нагрузочна  платформа 7.

На торцовых част х силочувствитель ных кварцевых резонаторов 5 установлены дополнительна  нагрузочна  платформа 8 с фиксатором 9 и указа- телем 10 положени , опорна  платформа 1 1 с фиксатором 12 и указателем 13 положени . На корпусе 3 укреплена отсчетна  шкала 14, с помощью которой производитс  установка в задан- ное положение (на заданный угол) дополнительной нагрузочной 8 и опорной 1 1 платформ посредством соответствующих указателей 10 и 13 положени .

Возбуждающие электроды 6 силочув- стБительных кварцевых резонаторов 5 подключены к входам соответствующих электронных возбудителей I 3, выходы которых соединены с входами сумматора 16, выход которого подключен к входу цифрового индикатора 17.

На чертеже приведены следующие обозначени : ОО - нагрузочна  ось (продольна );NN - направление местной вертикали и QQ - нагрузочна  ось (поперечна ).

Работа устройства основана на пр мом и обратном эффектах и силочастот ном эффекте.

Перед началом работы подают электрическое напр жение на электронные блоки - электронные возбудители 15, сумматор 16, и цифровой индикатор 17

Дл  измерени  массы груза (не по- казан) устанавливают, например, устройство вертикально таким образом, чтобы нагрузочна  ось 00 совпадала с наг.равлением местной вертикали NN

Q

0

г

0

Груз устанавливают на нагрузочной платформе 7, который под действием гравитационного пол  создает усилие

m-g, где F - усилие;

m - масса измер емого т руза; g - гравитационна  посто нна . Усилие создает в силочувствитель- ных кварцевых резонаторах 5 механическое напр жение, вызывающее пр мо пропорциональное уиети-гение частоты пьезоэлектрических колебаний а f

где А f - отклонение частоты электрических колебаний каждом силочувствительном кварцевом резонаторе; f, - начальное значение частоты пьезоэлектрических колебаний в каждом силочувствительном кварцевом резонаторе;

D - поперечное сечение сжимаемой части каждого силочувст- вительного кварцевого резонатора;

п - номер гармоники пьезоэ.пекг- рическмх колебаний каждого СИЛО - уиствительного резонатора;

- KO3(bi:;. тциент полезного действи  заделки каждого силочув- ствительного кварцевого резонатора при жесткой заделке

1;

G - механическое напр жение в каждом силочувствительном кварцевом резонаторе

5 |Поскольку все силочувствительные кварцевые резонаторы 5, заключенные Б корпусе 2, работают без перемещени  (жесткость пьезокварцевого материала примерно в 15 раз выше, чем у корпуса 2, выполненного из стали), то они получают одинаковые (за исключением начального веса конструкции, который имеет посто нное значение и учитываетс  как систематическа  сос- тавл ю ца ) механические напр жени  G и соответственно равные отклонени  частоты пьезоэлектрических колебаний Л.

Поэтому имеетс  возможность состав л ть пакет силочувствитепьнь.гч кварцевых резонаторов из требуемого числа

указанных элементов (например, дл  получени  заданной точности измерени и дискретности преобразовани ).

Соответствующие приросты частоты пьезоэлектрических колебаний суммируютс  в сумматоре 16, с выхода которого на цифровой индикатор 17 подаетс  электрический сигнал, частота которого имеет суммарное значение.

Таким образом, в сумматоре 6 (пр суммировании) повышаетс  дискретност ( число единиц импульсов) на единицу массы груза и точность измерени  за I чет компенсации нестационарных флюк ционных отклонений единичных значений частот.

В предлагаемом устройстве имеетс  возможность устранени  температурных воздействий за счет применени  разно пол рных температурных коэффициентов частоты, имеющих равные абсолютные приросты.

Цифровой индикатор 17 индицирует показани  в единицах массы, соответ- ствуюи .их массе измер емого груза.

После сн ти  показани  величины массы измер емого груза цикл иэмере-- ни  заканчиваетс , груз снимаетс  с нагрузочной платформы 7 и устройство снова готово к работе.

Введение установленных с возможностью поворота относительно оси симметрии корпуса дополнительной нагру зочной и опорной платформ 8 и 1 1 с фиксаторами и указател ми, кинематически св занными с отсчетной щкалой 1А, обеспечивает установку величины силочастотного коэффициента (масштабного коэффициента) при его изменении от действи  внешних факторов (например , при старении кварцевых резонаторов ) . В этом случае нагрузочную и опорную платформы 8 и 11 перемещают на некоторый угол (в пределах 0-180°, что эквивалентно повороту оси напр жени  в тех же пределах), отсчитывае- 1ЫЙ посредством указателей, кинематически св занных с отсчетной шкалой 14. После перемещени  нагрузочную и опорную перемещаемые платформы фиксируют с помощью фиксаторов.

Отсчетна  шкала 14 и указатели, укрепленные на перемещаемых нагрузочной и опорной платфор 1ах 8 и 1 , необходимы дл  точной установки указанных платформ eждy собой и дл  возможности установки npoi-раимируемого зна10

5

0

.5

0

5

0

5

O

5

че)и  угла при известном законе изменени  масштабного коэффициента.

Дл  получени , например, большей чувствительности (дл  меньших, но более крупногабаритных грузов) используетс  нагружение по поперечной оси QQ , дл  чего на основание 1 устанавливают опорную платформу 1I, которую фиксируют с помощью фиксатора 12, а с помощью указател  13 отмечают ее положение.

Дополнительную нагрузочную плат- Форму 8 устанавливают в положение 180 , отсчитыва  значение угла по отсчетной шкале 14 с помощью указател  10, и фиксируют с помоп ью фиксатора 9

Указанным методом можно установить перемещаемые нагрузочную 8 и опорную 11 платформы в иное положение (каждому положению соответствует определенна  силочастотна  чувствительность устройства).

После выполнени  указанных подготовительных операций устройство готово к работе при нагружении по оси

QQ .

Измер емый груз устанавливаетс  на дополнительную нагрузочную платформу 8, что вызывает механическое напр жение, действующее на каждый силочувствительный кварцевый элемент 5 аналогично описанному выше, но по соответствующему направлению QQ .

Отклонение частоты пьезоэлектрических колебаний, суммирование и индикаци  происход т аналогично описанному дл  нагружени  по оси 00 . Результат измерени  считываетс  с цифрового индикатора 17 в единицах массы . После считывани  показани  цикл измерени  заканчиваетс , груз снимаетс  и устройство снова готово к работе .

Предел измерени  в предлагаемом устройстве расширен за счет использовани  нефиксированного положени  (одноосное нагружение), а возможности нагружени  по двум взаимно перпендикул рным направлени м, имеющим различные силочастотные коэффициенты.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  ичг.1ерени  массы, содержащее корпус с нагрузочной платформой , в котором установлены сило- чувствительные кварцоные резо}1аторы.

   возбуждающие электроды которых подключены к электронным возбудител м, соединенным через сумматор с цифровым индикатором, отличающеес  тем, что, с целью повьщ1ени  надежности за счет увеличени  динамической стойкости при одновременном расщире- нии предела измерени , в него введены опорна  и дополнительна  нагрузоч- на  платформы с соответствующими фиксаторами и указател ми положени ,установленные с возможностью поворота

   относительно оси симметрии корпуса, и отсчетна  шкала, закрепленна  на корпусе, силочувствительные кварцевые резонаторы выполнены в виде линз а корпус - в виде секционного крис- таллодержател , причем кварцевые резонаторы установлены между секци ми корпуса, а на их торцовых част х, выступаюошх за пределы корпуса, закреплены посредством фиксаторов дополнительна  нагрузочна  и опорна  платформы.