SU1597586A1 - Электромагнитные весы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике измерени  масс, а именно к точным электромагнитным весам с силовой компенсацией. Цель изобретени  - повышение точности. Предлагаемые весы содержат две системы: силового импульсного уравновешивани  измер емого веса P_и и уравновешивани  веса P_о опорного элемента. Выходной ток J_Xо опорной системы служит задающим током импульсного делител  тока. Измер емый вес P_X уравновешиваетс  усилием F_к магнитоэлектрического компенсатора, и неравновесие ΔР_X=P_X-F_к вызывает перемещение ΔХ подвижной части весов, которое преобразуетс  в электрический сигнал ΔU_X, который импульсным преобразователем преобразуетс  во временной параметр T_X/T, который управл ет импульсным делителем тока, выходной ток которого J_X поступает в катушку магнитоэлектрического компенсатора. Опорный вес P_O подвижного кольца уравновешиваетс  усилием P_к, создаваемым током J_XO в обмотке силовой компенсации. Неравновесие ΔР_о вызывает перемещение Δδ кольца за счет изгиба стержней. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к технике измерени  масс, а именно к точным электромагнитным весам с силовой компенсацией.

Цель изобретени  - повышение точности .

На фиг.1 схематически представлена конструкци  весов; на фиг.2 -электрическа  схема уравновешивани ; на фиг.З - схема упругого подвеса опорного элемента валов.

В электромагнитных весах груз весов Дх устанавливаетс  на грузоприемную чашку 1, котора  с помощью четырех стоек 2 упругой параллелограммной подвески жестко соединена с катушкой 3 силовой компенсации , расположенной в зазоре магнитной системы , состо щей из посто нного магнита 4, магнитопровода 5 и сердечника 6. Катушка 3 через две стойки 2 и пластины 7 с

тонкими перемычками на концах, образующими параллелограммный механизм, соединена с неподвижной стойкой 8 в корпусе 9 весов. В нижней части магнитной системы жестко на магнитопроводе установлена кварцева  пластина 10 с подвижным внутренним кольцом 11, соединенным с неподвижным наружным кольцом пластины с помощью дугообразных стержней 12. На одном конце стержней 12 выполнен упругий шарнир 13, на другом-торсион 14. На кольце 11 на стороне, обращенной к зазору, выполнена обмотка 15 силовой компенсации. На противоположной стороне кольца нанесен подвижный электрод 16 емкостного датчика перемещени . С наружным кольцом пластины 11 жестко и соосно соединена кварцева  пластина 17, с внутренней сторосл о

VI

сл

00

о

ны которой выполнен неподвижный электрод 18. Электроды 16 и 18 подключены к входу и выходу операционного усилител  19, к выходу которого подключена также обмотка 15 силовой компенсации.

Работа весов осуществл етс  следующим образом.

Предлагаемые весы содержат две системы: силового импульсного уравновешивани  измер емого веса Ри и уравновешивани  веса РО опорного элемента (фиг.2). Выходной ток 1x0 опорной системы, служит задающим током импульсного делител  тока, Измер емый вес РХ уравновешиваетс  усилием FK магнитоэлектрического компенсатора, и неравновесие А РХ РХ -Pk вызывает перемещение ДХ подвижной части 1 весов, которое преобразуетс  в электрический сигнал AUx, а последний импульсным преобразователем 4 преобразуетс  во временной параметр tx/To, который управл ет импульсным делителем 5 тока , выходной ток 1х которого поступает в катушку 3 магнитоэлектрического компенсатора.

Опорный вес РО подвижного кольца 11 (фиг.1) уравновешиваетс  усилием Рк Во Lo Ixoi создаваемым током 1хо в обмотке 15 силовой компенсации с активной длиной витков LO, расположенной на краю зазора с индукцией В о. Неравновесие АРо вызывает перемещение Аб кольца 11 за счет изгиба стержней 12. Перемещение Аб преобразуетс  гиперболической схемой

С

19 активного емкостного делител  - с

Сх

операционнымусилителем в выходной ток 1хо.

Таким образом,

PX L Ixo-tx/To, где BO - индукци  в зазоре;

L-длина витков катушки 3;

D

Хо

Вг

Тогда

J.Jn..p . Во LO ° То

- т РО Kb KL РО -,

То

ВI

где KB , KL - - посто нные коэфВо LO

фициенты,

и результат измерени  веса не зависит от магнитной индукции в зазоре.

Реальное значение опорного веса РО кольца 11 при наружном диаметре кольца D 70 мм л толщине пластины 0,33 мм равно 15 мН. Смещение кольца 11 определ етс  жесткостью См его упругого подвеса - рех дугообразных стержней 12. Так как задающей опорной величиной  вл етс  не только масса кольца, но упруга  составл юща  подвеса, fo Або См, где А(5о - номинальное смещение кольца. Чем меньше См, тем меньше погрешность задани  опорной меры РО РО + fo при заданном смеще- нии..

Дл  обеспечени  малой жесткости подвеска выполнена из изгибных элементов (дугообразных стержней). Подвижные концы стержней в предлагаемой конструкции весов св заны с жестким кольцом.опорного

элемента весом. Однако благодар  св зи через торсион концевое сечение стержн  имеет возможность поворота относительно плоскости кольца, т.е. практически конец стержн , как и у консоли, свободен.

Смещение свободного конца стержн 

определ етс  углом поворота концевого сечени  утонченной перемычки в заделке стержн  (фиг.З), т.е. А(3. L 0, где L - рассто ние от перемычки до свободного

конца (торсиона) стержн .

Угол поворота 0с достаточной точностью выражаетс 

о РО Е L

где Е-длина перемычки;

Е - модуль упругости кварца;

35

b -h 1 L

момент сечени  перемычки.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   0

   0

   5

   Электромагнитные весы, содержащие основание, магнитную систему с катушкой силовой компенсации, расположенной на упругой параллелограммной подвеске, св занной с грузоприемной чашкой весов, емкостный датчик перемещени , электроды которого подключены к электрической схеме уравновешивани , и опорный элемент весов с обмоткой силовой компенсации, о т- личающиес  тем, что, с целью повышени  точности, опорный элемент весов выполнен в виде двух концентричных колец, первое из которых св зано с основанием, а второе выполнено внутри первого с возможностью осевого перемещени , при этом кольца соединены между собой с помощью дугообразных стержней и с торсионами на одних концах, скрепленных с вторым кольцом , и упругими шарнирами на других концах , скрепленных с первым кольцом, причем продольна  ось торсиона расположена по направлению радиуса второго кольца, а один из электродов емкостного

   датчика перемещени  выполнен на поверхности второго кольца.

   Фиг.1

   Фиг.2

   Перемы1 на

   Фи.З

   Торсион / ольца