SU1688124A1 - Весовой порционный дозатор с цифровым управлением - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к весоизмерительной технике и позвол ет повысить точность измерени . Преобразователь 2 угла поворота стрелки циферблатного указател  1 в линейное перемещение соединен со штоком 3, на котором закреплен соленоид 8, имеющий упор 9 дл  пружины 10, котора  другим концом упираетс  в упор 25, выполненный на штоке 7. На струне 5 частотного датчика 4 перемещени  с возможностью скольжени  установлена призма 6, закрепленна  на штоке 7. При поступлении материала в дозатор шток 3 перемещаетс , увлека  за собой шток 7, а с ним и призму 6, котора , скольз  по струне 5, измен ет длину ее активной части, что ведет к пропорциональному изменению частоты колебаний струны, возбуждаемых в ней узлом 11. С помощью этого же узла 11 электрические колебани  с частотой колебаний струны 5 передаютс  через коммутатор 13, ключ 12, арифметический блок 16 на блок 17 цифрового сравнени  с заданием. 4 ил. Ј

Description

О 00 00

ю

Изобретение относитс  к весоизмерительной технике.

Цель изобретени  - повышение точности .

На фиг. 1 представлена структурна  схема дозатора; на фиг. 2 - датчик перемещени , общий вид; на фиг. 3 - принципиальна  электрическа  схема устройства; на фиг. 4 - схема распределител  сигналов.

Весовой порционный дозатор с цифровым управлением содержит циферблатный указатель 1 с преобразователем 2 угла поворота в линейное перемещение, первый шток 3, датчик А перемещени  со струной 5 и призмой 6, закрепленной на втором штоке 7, который соединен с промежуточным механизмом в виде соленоида 8 с упором 9 и распорной пружины 10, узел 11 возб/жде- ни  и съема колебаний, ключ 12, коммутатор 13, генератор 14 образцовой час готы, трш- гер 15, арифметический блок 16, блок 17 цифрового сравнени , э.здатчик 18.

Датчик 4 перемещени  (фиг. 2) имеет ниппели 19, 20 дл  креплени  струны 5 в корпусе 21.

В каркасе 22 соленоида 8 выполнены продольный паз 23 и упор 9.

Шток 9 снабжен ползуном 24, который размещен в пазу 23

Пружина 10 одним концом упираетс  в торец каркаса 22, а другим - в упор 25.

Кабель 26 служит дл  подключени  узпа возбуждени  колебаний и съем частотного сигнала, который представл ет собой электромагнит переменного тока, закрепленный на корпусе 21.

С помощью пружины 10 шток 7 фиксируетс  в положении, соответствующем упору 9. Это положение  вл етс  одной границей положени  шгока 7. Другой его границей  вл етс  торец штока 3. В этом положении шток 7 фиксируетс  при вкпюче- нии соленоида 8.

Регулирование крайних положений штока 7 осуществл етс  изменением положени  соленоида 8 на штоке 3.

Жесткость пружины 10 выбираетс  такой , чтобы ее сопротивление сжатию превышало сопротивление движению штока 7, которое, в свою очередь, определ етс  сопротивлением скольжению призмы 6 по струне 5.

Ключ 12 (фиг. 3) содержит три схемы И 27-29. Арифметический блок 16 состоит из счетчика 30 и реверсииного счетчика 31, делител  32, умножител  33 и вычитател  34.

Коммутатор 13 (фиг. 4) содержит формирователи импульсов 35 и 36 схему И 37, схемы ИЛИ 38, 39 и 40, регистр 41 сдвига и

импульсный трансформатор 42 с обмотками 43-45.

Обмотка 45  вл етс  одновременно входной и выходной.

Дозатор работает следующим образом.

При поступление дозируемого материала в грузоприемный бункер (не показан) стрелка циферблатного указател  1 отклон етс  на угол, пропорциональный текущему значению массы, который с помощью преобразовател  2 преобразуетс  в линейное перемещение.

В исходном состо нии шток 7 датчика 4 под действием распорной пружины 10 фиксируетс  в положении, соответствующем упору 9. При этом призма 6 находитс  в некотором промежуточном положении на струне 5. При поступлении материала в грузоприемный бункер шток 3 перемещаетс ,

увлека  за собой шток 7 и призму 6. Призма 6, скольз  по струне 5, измен ет длину ее активной части. Частота f механических колебаний струны 5 равна:

25

f -k УТГ 2 I p

где k - коэффициент чувствительности; о- напр жение в струне;

р- плотность материала струны;

I - длина активной части струны 6. Коэффициенты k, О,р  вл ютс  случайными величинами. Они измен ютс  с течением времени и под вли нием изменени 

внешних условий, особенно температуры.

Дл  повышени  точности за счет устранени  вли ни  внешних дестабилизирующих факторов измерение текущей дозы осуществл етс  в два такта.

В первом такте регистр 41 сдвига коммутатора 13 устанавливаетс  в исходное состо ние, при котором на нулевом выходе коммутатора 13 по вл етс  сигнал, поступающий на арифметический блок 16 и устанавливающий его в исходное состо ние (на чертеже эта св зь не показана) и на один из входов схемы И 37.

Первый такт измерени  начинаетс  с приходом импульса с генератора 14 образцовой частоты на другой вход схемы И 37, сигнал с выхода которой через схему ИЛИ 38 поступает на вход регистра 41 сдвига. При этом сигнал на нулевом выходе регистра 41 исчезает, а по вл етс  на первом.

Сигнал с первого выхода через схемы ИЛИ 38 поступает на вход формировател  36, который формирует импульс, поступающий на обмотку 43 импульсного трансформатора 42. При этом а обмотке 45 наводитс  напр жение , поступающее в узел 11 и возбуждающее струну 5. В узле 11 наводитс  переменна  ЭДС той же частоты, что и частота колебаний струны, котора  поступает на первый вход ключа 12 и на первый выход коммутатора 13, т.е. на обмотку 45 трансформатора 42. В обмотке 44 наводитс  вторична  ЭДС, поступающа  на вход формировател  35. Формирователь 35 формирует импульсы пр моугольной формы, совпадающие по фазе и длительности с положительными импульсами в обмотке 44 трансформатора 42. Сигнал с выхода формировател  35 через схему ИЛИ 38 поступает на вход регистра 41 сдвига. При этом первый вход регистра сдвига 41 выключаетс  и включаетс  второй выход. Сигнал с второго выхода регистра 41 сдвига поступает на вход триггера 15 и устанавливает его в состо ние, при котором открываетс  схема И 28 ключа 12. При этом с выхода генератора 14 через открытую схему И 28 на вход счетчика 31 начинают поступать импульсы. Сигнал с узла 11 поступает на второй вход открытой схемы И 29. При этом на выходе схемы И 29 формируетс  импульс пр моугольной формы, совпадающий по фазе и длительности с положительным импульсом напр жени , наводимым в узле 11, который поступает на вход S триггера 15, возвраща  его в исходное состо ние. При этом схемы И 27 и 28 закрываютс , поступление импульсов в счетчик 31 прекращаетс . Число импульсов NI, поступившее в счетчик 31, пропорциональное частоте fi:

N

k yi7 2(1+1) р

где х - величина перемещени  штока 7.

Второй такт измерени  начинаетс  с приходом отрицательного импульса напр жени  с узла 11 на обмотку 45 трансформатора 42 распределител  команд, Импульс напр жени  с обмотки 44 трансформатора 42 поступает на вход формировател  35.

С выхода формировател  35 через схему ИЛИ 38 импульс поступает на вход регистра 41 сдвига. При этом второй выход регистра 41 сдвига выключаетс  и включаетс  третий выход, сигнал с которого через схему ИЛИ 40 включает соленоид 8, который вт гивает шток 7, перемеща  его на рассто ние Адо упора. Вместе со штоком 7 на рассто ние А смешиваетс  призма 6 по струне 5. Таким образом, во втором такте измерени  длина активной части струны 5 равна 1+ х А.

С приходом очередного отрицательного импульса напр жени  с узла 11 на обмотку

45 трансформатора 42 с выхода формировател  35 через схему ИЛИ 38 на вход регистра 41 сдвига поступает импульс, При этом третий выход регистра 41 сдвига выключаетс  и включаетс  четвертый выход, сигнал с которого через схему ИЛИ 39 поступает на вход формировател  36. Далее все операции аналогичны операци м первого такта измерени . Сигналы с третьего, четвертого и п того выходов регистра 41 сдвига поступают и на входы схемы ИЛИ 40. При этом на выходе схемы ИЛИ 40 имеетс  сигнал в течение суммарного времени действи  этих трех сигналов.

В течение времени действи  сигнала с третьего выхода соленоид 8 находитс  во включенном состо нии, в результате чего с приходом на узел 11 второго возбуждающего импульса устанавливаетс  частота колебаний струны, равна  f2, котора  пропорциональна I0 + x+ A

Во врем  действи  сигнала с п того выхода регистра 41 сдвига открываютс  схемы И 27 и 28 и на входы счетчиков 30 и 31 поступают импульсы.

С приходом второго импульса с узла 11 на вход S триггера 15 через открытую схему И 29 триггер 15 возвращаетс  в исходное состо ние и запирает ключ 12. Поступление импульсов в счетчики 30 и 31 прекращаетс . Счетчик 31 во втором такте работает на вычитание . Таким образом, в результате второго такта измерени  в счетчике 30 импульсов оказываетс  записанным число

кJTT

N2

2 ( 10 + х + А р

(3)

а в счетчике 31 импульсов - число, равное разности NI и N2:

м„.

-NZ

1

2 р «о +:

lo + х + А

(4)

Число N2 и NI с выходов счетчиков 30 и 31 импульсов поступают на входы делител  32.

N2

На его выходе получаем число -г,--,

- N2

которое поступает на вход умножител  33, где умножаетс  на константу А . Число

N2

-гт- А х + 10 с выхода умножител  33

NI - N2

поступает на вход вычитател  34, где из него вычитаетс  константа 0. Число на выходе вычитател  34 равно:

A-lc

(5)

Учитыва  линейную зависимость между х и Р, дл  текущего значени  массы Р имеем:

Р v х ,

где v - масштабный коэффициент пропорциональности , определ емый параметрами только механических узлов циферблатного указател .

Таким образом, результат измерени  Р, полученный с помощью предлагаемого дозатора , не зависит от нестабильных коэффициентов k,, р и а , которые не вход т в конечное выражение дл  Р, следовательно, устран етс  вли ние внешних дестабилизирующих факторов на точность измерени  линейный перемещений. Он зависит только от посто нства А и I, которые могут быть выполнены с требуемой дл  практики степенью точности.

Сигнал, пропорциональный рассчитанному текущему значению дозы, поступает на один из входов блока 17 цифрового сравнени , на второй вход которого подаетс  сигнал, пропорциональный заданной дозе с задатчика 18. При равенстве сигналов на обоих входах блока 17с его выхода поступает сигнал на закрытие впускного затвора расходного бункера (не показан).

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Весовой порционный дозатор с цифровым управлением, содержащий циферблатный указатель с преобразователем угла поворота в линейное перемещение, соединенный посредством первого штока, промежуточного механизма и второго штока с подвижным элементом датчика перемещени , подключенного к первому выходу

   коммутатора, и блок цифрового сравнени , к входам которого подключены выходы задатчика и арифметического блока, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены ключ, триггер и

   генератор образцовой частоты, датчик перемещени  выполнен в виде нат нутой струны с узлом возбуждени  и съема колебаний, на которой установлен с возможностью скольжени  вдоль нее подвижный элемент призма , а промежуточный механизм выполнен в виде закрепленного на первом штоке соленоида, каркас которого снабжен упором , и пружины, закрепленной между упором соленоида и торцом второго штока,

   причем первый вход ключа соединен с первым и четвертым выходами коммутатора, выход генератора образцовой частоты подключен к входу коммутатора и второму входу ключа, третий вход которого соединен с

   п тым выходом коммутатора и первым входом триггера, выход которого подключен к четвертому входу ключа, первый и второй выходы которого подключен к входам арифметического блока, а третий выход - к третьему входу триггера, второй вход которого соединен с вторым выходом коммутатора, третий выход которого подключен к соленоиду .

   кп

   Фиг 3

   -Tv-v rx

   l 1

   1 v I

   $

   K

   $