SU1719915A1

SU1719915A1 - Weight measuring device

Info

Publication number: SU1719915A1
Application number: SU884604084A
Authority: SU
Inventors: Дмитрий Анатольевич Шиганов; Николай Васильевич Руденко; Найля Рахимбековна Мажренова; Лев Николаевич Кузнецов; Булат Кабжанович Канимов
Original assignee: Казахский государственный университет им.С.М.Кирова
Priority date: 1988-11-09
Filing date: 1988-11-09
Publication date: 1992-03-15

Abstract

Изобретение относитс к весоизмерительной технике и позвол ет повысить быстродействие и точность. При изменении контролируемой массы происходит перемещение коромысла, а следовательно, и чувствительного элемента дифференциального датчика, формирующего сигнал, пропорциональный изменившемус весу контролируемой массы. При изменении положени коромысла упругодеформируемые элементы , расположенные в одной плоскости с осью вращени коромысла и жестко прикрепленные к нему одними концами, прогибаютс , опира сь другими концами на конусные подстроечные винты, и уравновешивают груз. Одновременно с коромыслом перемещаютс закрепленные на его измерительном плече посто нные магниты механизма демпфировани , расположенные в зазорах его разомкнутых магнитопроводов. В результате в датчике возмущени наводитс ЭДС, величина к которой пропорциональна скорости перемещени коромысла. Усиленный сигнал поступает на вход функционального преобразовател , предназначенного дл формировани импульса выходного напр жени После выработки сигнала в блоке функционального преобразовател сигнал поступает на усилитель мощности, формирующий импульс на гас щий элемент , которым вл етс обмотка второго разомкнутого магнитопровода и который посредством силового воздействи , с соответствующим посто нным магнитом давит помехи, 3 ил. со со елThe invention relates to weighing technology and allows for increased speed and accuracy. When the controlled mass is changed, the movement of the rocker arm and, consequently, of the sensitive element of the differential sensor, which generates a signal proportional to the changed mass of the controlled mass, occurs. When the position of the rocker is changed, the elastically deformable elements located in the same plane with the axis of rotation of the rocker arm and rigidly attached to it with one ends, bend, resting the other ends on the cone trimmer screws, and balance the weight. Simultaneously with the rocker, the permanent magnets of the damping mechanism fixed on its measuring arm, located in the gaps of its open magnetic circuits, move. As a result, an emf is induced in the perturbation sensor, the value of which is proportional to the speed of movement of the rocker arms. The amplified signal is fed to the input of a functional converter intended for generating an output voltage pulse. After generating a signal in a functional converter unit, the signal is fed to a power amplifier that generates a pulse to the damping element, which is the winding of the second open magnetic circuit and which, a permanent magnet crushes interference, 3 sludge. co

Description

Изобретение относитс к весоизмерительной технике.This invention relates to a weight measuring technique.

Известно устройство, содержащее коромысло, ось вращени которого св зана с упругодеформируемыми подвесками , грузоприемник, систему уравновешивани и регистрации. . .A device is known that includes a rocker, the axis of rotation of which is associated with resiliently deformable hangers, a load receptor, a balancing and recording system. . .

Недостатками известного устрой- , ства вл ютс сложность конструкцииThe disadvantages of the known device are the complexity of the design

и низка чувствительность к малым изменени м массы.and low sensitivity to small mass changes.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс устройство , содержащее основание с опорой , на оси которой установлено коромысло с грузоприемной чашкой, дифференциальным датчиком положени ми системой уравновешивани , выполненной в виде симметрично расположенных отн6с итёльно оси коромысла упругодефор- мируемых элементов.The closest to the proposed technical entity is a device containing a base with a support, on the axis of which a rocker arm is installed with a load-receiving cup, a differential sensor with a positioning system of balance, made in the form of symmetrically located relative to the axis of the arm of the elastically deformed elements.

Однако известное устройство характеризуетс низкой томностью и быстродействием вследствие неизбежности возникновени поперечных колебаний , присущих системам с торсионной подвеской. Торсионна подвеска с катушкой электромагнитного исполнитель- ного элемента не обеспечивает достаточно быстрой компенсации измен ющегос веса образца.However, the known device is characterized by low languor and speed due to the inevitability of the occurrence of transverse oscillations inherent in systems with torsion suspension. A torsional suspension with a coil of an electromagnetic actuator does not provide a sufficiently fast compensation for the varying sample weight.

Цель изобретени - повышение быстродействи и точности.The purpose of the invention is to increase speed and accuracy.

Цель достигаетс тем, что в весоизмерительное устройство введены ме- ханизм демпфировани , выполненный в виде двух разомкнутых магнитопрово- дов, на каждом из которых расположена обмотка, одна из которых вл етс датчиком возмущени , а втора -гас щим элементом механизма демпфировани , и двух посто нных магнитов, закрепленных на измерительном плече коромысла и расположенных в зазорах магнитопроводов, размещенных на основании , причем упругодеформируемые элементы расположены в одной плоскости с осью вращени коромысла и жестко прикреплены к нему одними концами, а другими концами опираютс на введенные конусные подстроечные винты, при этом конец измерительного плеча коромысла снабжен подвижным противовесом.The goal is achieved by introducing a damping mechanism in the weighing device, made in the form of two open-loop magnetic conductors, each of which has a winding, one of which is a disturbance sensor, and the second damper element of the damping mechanism, and two magnets mounted on the measuring arm of the rocker and located in the gaps of the magnetic cores placed on the base, moreover, the elastically deformable elements are located in the same plane with the axis of rotation of the rocker arm and rigidly attached slivers thereto one ends and the other ends are supported on the trim input cone screws, the end of the sampling arm of the rocker is provided with a movable counterweight.

На фиг. 1 схематически представлено весоизмерительное устройство, вид спереди; на фиг. 2 - вид сверху на фиг. 1; на фиг. 3 - блок-схема механизма демпфировани .FIG. 1 schematically shows a weighing device, front view; in fig. 2 is a top view of FIG. one; in fig. 3 is a block diagram of a damping mechanism.

Весоизмерительное устройство сот держит основание 1 с опорой 2, на оси 3 которой установлено коромысло k с грузоприемной чашкой 5 на одном плече 6, кронштейном 7 и рамкой 8 на измерительном другом плече 9. На рамке закреплен чувствительный элемент дифференциального датчика 10 положени . Система уравновешивани выполнена в виде упруго-деформируемых элементов 11, симметрично расположенных относительно оси коромысла , причем упругодеформируемые элементы размещены в одной плоскости с осью вращени коромысла и жестко прикреплены к нему одними концами с помощью обойм 12, а другими концами опираютс на конусные подстроечныеThe weight measuring device of the cell holds the base 1 with the support 2, on the axis 3 of which a rocker k is installed with a load-carrying cup 5 on one shoulder 6, a bracket 7 and a frame 8 on the measuring other arm 9. A sensitive element of the differential sensor 10 is fixed on the frame. The balancing system is made in the form of elastically deformable elements 11 symmetrically located relative to the axis of the rocker arm, moreover, the elastically deformable elements are placed in the same plane with the axis of rotation of the rocker arm and rigidly attached to it by one end with the help of clips 12, and the other ends rest on conical trimmer

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

винты 13. Система уравновешивани содержит также подвижный противовес И, расположенный на конце измерительного плеча 9 о Механизм демпфировани выполнен в виде двух разомкнутых магнитопроводов, на каждом из которых расположена обмотка, одна из которых вл етс датчиком 15 возмущени , а втора - гас щим элементом 16, и двух посто нных магнитов 17, закрепленных на кронштейне 7.screws 13. The balancing system also contains a movable counterweight AND located at the end of measuring arm 9 o. The damping mechanism is designed as two open-ended magnetic conductors, each of which has a winding, one of which is a disturbance sensor 15, and the second is a damping element 16 , and two permanent magnets 17 mounted on a bracket 7.

Датчик 15 возмущени через масштабный усилитель 18 с компенсатором 19 смещени св зан с функциональным преобразователем 20, с которым через усилитель 21 мощности соединен гас щий элемент 16.A disturbance sensor 15 via a scale amplifier 18 with a bias compensator 19 is connected to a functional converter 20, to which a damping element 16 is connected via a power amplifier 21.

Весоизмерительное устройство работает следующим образом.The weighing device operates as follows.

При изменении контролируемой массы на грузоприемной чашке 5 происходит перемещение коромысла 4, а следовательно , и чувствительного элемента дифференциального датчика 10, формирующего сигнал, пропорциональный изменившемус весу контролируемой массы.. При изменении положени коромысла упругодеформируемые элементы 11 прогибаютс , опира сь на конусные подстроечные винты 13 и уравновешивают груз. Величина возврат- ного усили упругодеформируемых элементов определ етс величиной выступа конусных подстроечных винтов 13 из опоры 2 оWhen the controlled mass changes on the load-receiving plate 5, the rocker arm 4 and, consequently, the sensitive element of the differential sensor 10, generates a signal proportional to the changed weight of the controlled mass. When the balance arm position changes, the elastically deformable elements 11 bend, resting on the cone trimmer screws 13 and balance the load. The magnitude of the return force of the elastically deformable elements is determined by the magnitude of the protrusion of the tapered trimmer screws 13 from the support 2 o

Одновременно с коромыслом k перемещаютс и посто нные магниты 17. В результате в датчике 15 возмущени наводитс ЭДС, величина которой пропорциональна скорости перемещени коромысла 4. Усиленный сигнал поступает на вход функционального преобразовател 20, предназначенного дл . формировани экспоненциального импульса выходного напр жени по отношению к линейно возрастающему входному сигналу.Simultaneously with the rocker k, the permanent magnets 17 also move. As a result, an emf is induced in the disturbance sensor 15, the value of which is proportional to the velocity of the rocker arm 4. The amplified signal is fed to the input of the functional converter 20, intended for. generating an exponential output voltage pulse relative to a linearly increasing input signal.

В основу работы преобразовател положена выходна характеристика бипол рного транзистора, включенного по схеме с общей базой. Экспоненциальна зависимость тока базы от напр жени база-эмиттер позвол ет -осуществить преобразование выходного напр жени транзисторного каскада (TI, Тг) в экспоненциальную форму по отношению к линейно возрастающему входному сигналу, усиленному масштаб17The operation of the converter is based on the output characteristic of a bipolar transistor connected in accordance with a common base circuit. The exponential dependence of the base current on the base-emitter voltage allows the conversion of the output voltage of the transistor cascade (TI, Tr) to an exponential form with respect to the linearly increasing input signal amplified by the scale 17

ным усилителем. Тем самым обеспечиваетс режим, при котором до некоторого значени напр жени эмиттер- база, ток базы отсутствует, а это условие в свою очередь выполн етс пр медленном росте входного напр жени , что соответствует плавному отклонению коромысла при изменении массы навески . При резком перемещении коромысла, что эквивалентно помехе, практически мгновенно растущий ток базы фррмиру- ет сигнал, сигнал усиливаетс и.подаетс на гас щий элемент 16, который путем силового воздействи с соответствующим посто нным магнитом коромысла давит помехи.nym amplifier. This ensures a mode in which up to a certain value of the emitter-base voltage, the base current is absent, and this condition in turn is met by a slow increase in the input voltage, which corresponds to a smooth deflection of the rocker arm when the weight of the hinge varies. With a sharp movement of the rocker arms, which is equivalent to interference, the base current almost instantly increases the signal, the signal is amplified and is supplied to the damping element 16, which, by force action with the corresponding permanent magnet of the beam, presses the interference.

С помощью подстроечных резисторов R,, и R4 можно сдвигать выходную экс- поненциальную характеристику, тем самым регулиру величину сигнала, с которого начинает вырабатыватьс сигнал подавлени Сопротивлени R4-R10служат дл регулировки степени гашени , т.е. задают крутизну характеристики подавл ющего сигнала.With the help of trimming resistors R ,, and R4, the output exponential characteristic can be shifted, thereby controlling the magnitude of the signal from which the suppression signal is started. set the slope of the suppressive signal.

Настройка механизма демпфировани к работе осуществл етс путем подбо- зо ра резисторов R1-R16исход из за- данных условий.Adjustment of the damping mechanism for operation is carried out by selecting a resistor R1-R16 based on specified conditions.

5 0 5 5 0 5

0 0

5five

о about

15ь15

Ф-ормула изобретени Invention formula

Весоизмерительное устройство, содержащее основание с опорой, на оси которой установлено коромысло с гру- зоприемной чашкой, дифференциальным датчиком положени и системой уравновешивани , выполненной в виде симметрично расположенных относительно оси коромысла упругодеформируемых элементов, отличающеес тем, что, с целью повышени быстродействи и точности, в него введен механизм демпфировани , выполненный в виде двух разомкнутых магнитопрово- дов, на каждом из которых расположена обмотка, одна из которых вл етс датчиком возмущени , а друга - гас щим элементом механизма демпфировани , и двух посто нных магнитов, закрепленных на измерительном плече коромысла и расположенных в зазорах магнитопроводов, размещенных на основании , причем упругодеформируемые элементы расположены в одной плоскости с осью вращени коромысла и жестко прикреплены к нему одними концами , а другими концами опираютс на введенные конусные подстроечные винты , при этом конец измерительного плеча коромысла снабжен подвижным противовесом .A weighing device containing a base with a support, on the axis of which a rocker arm is installed with a load-receiving cup, a differential position sensor and a balance system made in the form of elastically deformable elements symmetrically located relative to the axis of the rocker arm, characterized in that, in order to increase speed and accuracy, it introduced a damping mechanism, made in the form of two open magnetic conductors, each of which has a winding, one of which is a perturbation sensor and the other - damping element of the damping mechanism, and two permanent magnets mounted on the measuring arm of the rocker arm and located in the gaps of the magnetic cores placed on the base, moreover, the elastically deformable elements are located in the same plane with the axis of rotation of the rocker arm and are rigidly attached to it with one end, the other ends rest on the inserted taper trimmer screws, with the end of the measuring arm of the rocker arm provided with a movable counterweight.

1717

фиг.22

фиг.Зfig.Z

dd

Q-l/rtf-ftV)Q-l / rtf-ftV)

+и„(+15У) + and „(+ 15U)

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION ^ A weight measuring device comprising a base with a support, on the axis of which a beam with a load cup, a differential position sensor and a balancing system are made, made in the form of elastically deformable elements symmetrically located relative to the axis of the beam, characterized in that, in order to increase speed and accuracy, a damping mechanism is introduced in it, made in the entrance of two open magnetic cores, on each of which there is a winding, one of which is a a perturbation sensor, and the other a damping element of the damping mechanism, and two permanent magnets, fastenings on the measuring arm of the beam and located in the gaps of the magnetic cores located on the base, the elastically deformable elements being located in the same plane with the axis of rotation of the beam and rigidly attached to it by one end, and the other ends rely on the introduced conical trimming screws, while the end of the measuring arm of the rocker arm is equipped with a movable counterweight.

(rig.2

Θ

fifteen \ ¹⁹ · 18 V

<j -Un (-№V) o + Ur, Y15 V) Fig. H