SU1753290A1 - Electronic weighing apparatus - Google Patents

Electronic weighing apparatus Download PDF

Info

Publication number
SU1753290A1
SU1753290A1 SU904847829A SU4847829A SU1753290A1 SU 1753290 A1 SU1753290 A1 SU 1753290A1 SU 904847829 A SU904847829 A SU 904847829A SU 4847829 A SU4847829 A SU 4847829A SU 1753290 A1 SU1753290 A1 SU 1753290A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
key
voltage
analog
Prior art date
Application number
SU904847829A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Елена Михайловна Воробьева
Олег Борисович Виташ
Евгений Анатольевич Дашевский
Владимир Давыдович Иванченко
Валентин Анатольевич Кешман
Виталий Васильевич Лисовой
Юрий Леонидович Надэмлинский
Иван Павлович Панфилов
Виктор Георгиевич Раздобаров
Игорь Михайлович Сальников
Юрий Викторович Флейта
Original Assignee
Одесский Электротехнический Институт Связи Им.А.С.Попова
Запорожский Металлургический Комбинат Им.С.Орджоникидзе
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Одесский Электротехнический Институт Связи Им.А.С.Попова, Запорожский Металлургический Комбинат Им.С.Орджоникидзе filed Critical Одесский Электротехнический Институт Связи Им.А.С.Попова
Priority to SU904847829A priority Critical patent/SU1753290A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1753290A1 publication Critical patent/SU1753290A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Force In General (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Сущность изобретени : устройство содержит аналоговые ключи 1,2,3,4,21,25,26,27, источники 5,8 напр жени , резистивные делители 6,11 напр жени , блок 7 тензодат- чиков, аналоговые вычитатели 9,28, аналоговые сумматоры 10,32, генератор 16, делители 17,19 частоты, распределитель 20 импульсов, конденсаторы 29,30, повторители 31,33, интегратор 12, усилитель-ограничитель 13, инвертор 14, мультиплексор 15, элемент И 18, счетчик 24, регистр 22, формирователь 23 импульсов. 2 ил.The invention: the device contains 1,2,3,4,21,25,26,27 analog keys, voltage sources 5.8, resistive dividers 6.11 voltage, block 7 strain gauges, analog subtractors 9.28, analog combiners 10,32, generator 16, dividers 17,19 frequencies, distributor 20 pulses, capacitors 29.30, repeaters 31.33, integrator 12, limiting amplifier 13, inverter 14, multiplexer 15, element 18, counter 24, register 22, driver 23 pulses. 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к весоизмерительной технике и может быть использовано дл  автоматического взвешивани  с цифровой индикацией различного рода предметов .The invention relates to weighing technology and can be used for automatic weighing with digital indication of various kinds of objects.

Известен преобразователь аналого-цифровой Ф4232, в основе принципа действи  которого лежит след щее уравновешивание сигнала тензодатчиков.The analog-to-digital converter Ф4232 is known, the principle of which is based on the following balancing of the signal of strain gauges.

Недостатком этого прибора  вл етс  высока  погрешность (0,2%) из-за склонности к самовозбуждению по причине замкнутой структурной схемы,The disadvantage of this device is a high error (0.2%) due to the tendency to self-excitation due to the closed block diagram,

Известен также цифровой вольтметр дл  тензометрических весов развертывающего уравновешивани .Also known is a digital voltmeter for strain-gauge balances of sweep balancing.

Однако в этом приборе погрешность сравнительно высока, так как развертывающее пилообразное напр жение формируетс  посредством цифроаналогового преобразовател  (ЦАП). Поскольку современные прецизионные ЦАП допускают частоту квантовани  не более 100 кГц при дифференциальной нелинейности пор дка 0,25%, то создание быстродействующих измерителей массы погрешностью менее 0,05% не вы влено.However, in this device, the error is relatively high, since the sweep sawtooth voltage is generated by means of a digital-to-analog converter (DAC). Since modern precision DACs allow a quantization frequency of no more than 100 kHz with a differential nonlinearity of the order of 0.25%, the creation of high-speed mass meters with an error of less than 0.05% has not been revealed.

Высокими потенциальными возможност ми обладает аналого-цифровой преобразователь двухтактного интегрировани , ожидаема  погрешность которого не превышает 0,01%.The analog-to-digital converter of the push-pull integration has a high potential, the expected error of which does not exceed 0.01%.

Однако использование этого метода сдерживаетс  проблемами создани  прецизионных ключей в цеп х сигналов малого уровн , образцовых источников питани  и, самое главное, вли нием дрейфа нул  интегратора на точность измерений.However, the use of this method is hampered by the problems of creating precision keys in low level signal circuits, exemplary power sources, and, most importantly, the influence of the integrator zero drift on the measurement accuracy.

Ближайшим по своей технической сущности к изобретению  вл етс  цифровой вольтметр дл  тензометрических весов, содержащий четыре аналоговых ключа, соединенных в мост с первым и вторым ключами в одной паре противоположных плеч и сThe closest in technical essence to the invention is a digital voltmeter for strain gauge balances, containing four analog keys connected in a bridge with the first and second keys in one pair of opposite arms and with

VIVI

0101

Сл)Sl)

ю ю оyu o

третьим и четвертым ключами во второй паре плеч, причем управл ющий вход первого ключа соединен с управл ющим входом второго , а управл ющий вход третьего - с управл ющим входом четвертого ключа, при этом к одной из вершин первой диагонали моста подключен первый источник напр жени , а к второй диагонали подключены входы питани  первого резистивного делител  напр жени  и тензодатчиков, св занных через первый аналоговый сумматор и усилитель-ограничитель со счетчиком, а также генератор, делитель частоты, формирователь импульсов, делитель частоты на два, первые конденсатор и аналоговый сумматор.the third and fourth keys in the second pair of shoulders, and the control input of the first key is connected to the control input of the second, and the control input of the third - with the control input of the fourth key, while the first voltage source is connected to one of the vertices of the first diagonal of the bridge, and to the second diagonal are connected the power inputs of the first resistive voltage divider and strain gauges connected via the first analog adder and the amplifier-limiter with the counter, as well as the generator, frequency divider, pulse driver, divider on two frequencies, the first capacitor and an analog adder.

Недостатками этого прибора  вл ютс  низка  точность и малое быстродействие, сдерживаемые техническими характеристиками ЦАП.The disadvantages of this device are low accuracy and low speed, constrained by the technical characteristics of the DAC.

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

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в электронный измеритель массы, содержащий четыре аналоговых ключа, соединенных в мост с первым и вторым ключами в одной паре противоположных плеч и третьим и четвертым ключами во второй паре противоположных плеч, причем управл ющий вход первого ключа соединен с управл ющим входом второго ключа, а управл ющий вход третьего ключа соединен с управл ющим входом четвертого ключа , к одной из вершин первой диагонали моста подключен первый источник напр жени , соединенный с нулевой шиной питани , а к второй диагонали подключены входы первого делител  напр жени  и входы тензодатчиков, первый аналоговый сумматор , усилитель-ограничитель, счетчик, генератор, делитель частоты, формирователь импульсов, делитель частоты на два и первый конденсатор, дополнительно введены интегратор, распределитель импульсов, мультиплексор, регистр, п тый, шестой, седьмой и восьмой аналоговые ключи, первый и второй аналоговые вычитатели, второй источник напр жени , второй конденсатор, элемент И, второй аналоговый сумматор, второй делитель напр жени  и первый и второй повторители, причем второй источник напр жени  подключен к второй вершине первой диагонали моста и нулевой шине питани , парафазные выходы тензодатчиков соединены соответственно с входами первого вычитател , выходом соединенного с первым входом первого аналогового сумматора, к второму входу которого подключен выход второго делител  напр жени , выход первого аналогового сумматора через интегратор подключен к входуThe goal is achieved by the fact that an electronic mass meter containing four analog keys connected in bridge with the first and second keys in one pair of opposite arms and the third and fourth keys in the second pair of opposite arms, and the control input of the first key is connected to the control the input of the second key, and the control input of the third key are connected to the control input of the fourth key, the first voltage source connected to the zero power bus is connected to one of the vertices of the first diagonal of the bridge, and The second diagonals are connected to the inputs of the first voltage divider and the inputs of strain gauges, the first analog adder, amplifier-limiter, counter, generator, frequency divider, pulse driver, two frequency divider and first capacitor, integrator, pulse distributor, multiplexer, register, p the sixth, seventh, and eighth analog switches, the first and second analog subtractors, the second voltage source, the second capacitor, the element I, the second analog adder, the second voltage divider and ne The second and second repeaters, the second voltage source connected to the second vertex of the first diagonal of the bridge and the zero power bus, paraphase outputs of the strain gauges are connected respectively to the inputs of the first subtractor, the output connected to the first input of the first analog adder, the second input of which is connected to the output of the second divider voltage the output of the first analog adder through the integrator is connected to the input

усилител -ограничител , выход генератора через делитель частоты на два соединен с первым входом элемента И, а через делитель частоты -с входом распределител  импульсов , первый выход которого соединен с управл ющими входами первого и п того ключей, одним входом регистра и через формирователь импульсов со входом сброса счетчика, второй выход распределител  импульсов соединен с первым управл ющим входом мультиплексора и с управл ющим входом седьмого ключа, третий выход распределител  импульсов соединен с управл ющими входами третьего и шестого.the amplifier limiter, the generator output is connected via a frequency divider by two to the first input of the element I, and through a frequency divider to the input of the pulse distributor, the first output of which is connected to the control inputs of the first and fifth keys, one register input and through the pulse shaper the counter reset input, the second output of the pulse distributor is connected to the first control input of the multiplexer and the control input of the seventh key, the third output of the pulse distributor is connected to the control inputs of the third and sixth.

ключей, а четвертый выход - с управл ющим входом восьмого ключа и вторым управл ющим входом мультиплексора, выход которого подключен к второму входу элемента И, выходом соединенного со счетным входомkeys, and the fourth output - with the control input of the eighth key and the second control input of the multiplexer, the output of which is connected to the second input of the And element, the output connected to the counting input

счетчика, выход которого подключен к другому входу регистра, парафазные выходы первого делител  напр жени  соединены с входами второго вычитател , выходом соединенного с входами первого и второго конденсаторов , выход первого из которых через п тый ключ соединен с нулевой шиной питани , а через первый повторитель и седьмой ключ - с первым входом второго аналогового сумматора, выход второго конденсатора через шестой ключ соединен с нулевой шиной питани , а через второй повторитель и восьмой ключ - с вторым входом второго аналогового сумматора, к выходу которого подключен вход второгоA counter whose output is connected to another register input, the paraphase outputs of the first voltage divider are connected to the inputs of the second subtractor, the output connected to the inputs of the first and second capacitors, the output of the first of which is connected to the zero power bus through the fifth key and through the first repeater and the seventh switch is connected to the first input of the second analog adder, the output of the second capacitor is connected via the sixth switch to the zero power bus, and through the second repeater and the eighth switch to the second input of the second analog switch Mmator, the output of which is connected to the second

делител  напр жени .divider voltage.

На фиг.1 дана схема измерител  массы; на фиг.2 - эпюры выходных напр жений ее элементов.Figure 1 is a diagram of the mass meter; Fig. 2 shows output diagrams of its elements.

Измеритель массы (фиг.1) содержитThe mass meter (figure 1) contains

первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 аналоговые ключи, первый источник 5 напр жени , первый делитель 6 напр жени , тензодатчик 7, второй источник 8 напр жени , первый аналоговый вычитатель 9, первый аналоговый сумматор 10, второй делитель 11 напр жени , интегратор 12, усилитель-ограничитель 13, инвертор 14, мультиплексор 15, генератор 16, делитель 17 частоты на два, элемент И 18, делительfirst 1, second 2, third 3 and fourth 4 analog switches, first voltage source 5, first voltage divider 6, strain gauge 7, second voltage source 8, first analog subtractor 9, first analog adder 10, second voltage divider 11 , integrator 12, limiting amplifier 13, inverter 14, multiplexer 15, generator 16, frequency divider 17 by two, element 18, divider

частоты 19, распределитель 20 импульсов, п тый ключ 21. регистр 22, формирователь 23 импульсов, счетчик 24, седьмой ключ 25, шестой ключ 26. восьмой ключ 27, второй аналоговый вычитатель 28, первый конденсатор 29, второй конденсатор 30, первый повторитель 31, второй аналоговый сумматор 32, второй повторитель 33,frequency 19, pulse distributor 20, fifth key 21. register 22, pulse shaper 23, counter 24, seventh key 25, sixth key 26. eighth key 27, second analog subtractor 28, first capacitor 29, second capacitor 30, first repeater 31 , the second analog adder 32, the second repeater 33,

Электронный измеритель массы содержит четыре аналоговых ключа 1-4, соединенных в мост с первым 1 и вторым 2The electronic mass meter contains four analog switches 1-4, connected in a bridge with the first 1 and second 2

ключами в одной паре противоположных плеч и с третьим 3 и четвертым 4 ключами во второй паре противоположных плеч, причем управл ющий вход первого ключа 1 соединен с управл ющим входом второго ключа 2, а управл ющий вход третьего ключа 3 соединен с управл ющим входом четвертого ключа 4, к одной из вершин первой диагонали моста подключен первый источник 5 напр жени , соединенный с нулевой шиной питани , а к второй диагонали подключены входы первого делител  6 напр жени  и входы тензодатчиков 7. Второй источнике напр жени  подключен к второй вершине первой диагонали моста и нулевой шине питани , парафазные выходы тензодатчиков соединены соответственно с входами первого вычитател  9, выходом соединенного с первым входом аналогового сумматора 10, к второму входу которого подключен выход второго делител  11 напр жени . Выход первого аналогового сумматора 10 через интегратор 12 подключен к входу усилител -ограничител  13, выходом соединенного через инвертор 14 с первым сигнальным входом мультиплексора 15, второй сигнальный вход которого соединен с выходом усилител -ограничител  13. Выход генератора 16 через делитель 17 частоты на два соединен с первым входом элемента И 18. а через делитель 19 частоты - с входом распределител  20 импульсов, первый выход которого соединен с управл ющими входами первого 1 и п того 21 ключей, одним входом регистра 22 и через формирователь 23 импульсов - с входом сброса счетчика 24, второй выход распределител  20 импульсов соединен с первым управл ющим входом мультиплексора 15 и с управл ющим входом седьмого ключа 25, третий выход распределител  20 импульсов соединен с управл ющими входами третьего 3 и шестого 26 ключей, а четвертый выход - управл ющим входом восьмого ключа 27 и вторым управл ющим входом мультиплексора 15, выход которого подключен к второму входу элемента И 18, выходом соединенного со счетным входом счетчика 24, выход которого подключен к другому входу регистра 22. Парафазные выходы первого делител  6 напр жени  соединены с входами второго вычитател  28, выходом соединенного с входами перчого 29 и второго 30 конденсаторов, выход первого из которых через п тый ключ 21 соединен с нулевой шиной питани , а через первый повторитель 31 и седьмой ключ 25 - с первым входом второго аналогового сумматора 32. Выход второго конденсатора 30 через шестой ключ 26 соединен с нулевой шиной питани , э через второй повторитель 33 и восьмой ключ 27 - с вторым входом второго аналогового сумматора 32, к выходу которого подключен вход второго делител  11 напр жени .keys in one pair of opposite arms and with the third 3 and fourth 4 keys in the second pair of opposite arms, with the control input of the first key 1 connected to the control input of the second key 2, and the control input of the third key 3 connected to the control input of the fourth key 4, the first voltage source 5 connected to the zero power bus is connected to one of the vertices of the first diagonal of the bridge, and the inputs of the first voltage divider 6 and the load cell inputs 7 are connected to the second diagonal of the second voltage source the top of the first diagonal of the bridge and the zero power bus, the paraphase outputs of the strain gauges are connected respectively to the inputs of the first subtractor 9, the output connected to the first input of the analog adder 10, to the second input of which the output of the second voltage divider 11 is connected. The output of the first analog adder 10 through the integrator 12 is connected to the input of the amplifier-limiter 13, the output connected via inverter 14 to the first signal input of the multiplexer 15, the second signal input of which is connected to the output of the amplifier-limiter 13. The output of the generator 16 through two frequency divider 17 is connected with the first input of the element 18. And through the frequency divider 19 with the input of the distributor 20 pulses, the first output of which is connected to the control inputs of the first 1 and fifth 21 keys, one input of the register 22 and through Only 23 pulses are connected to the reset input of the counter 24, the second output of the pulse distributor 20 is connected to the first control input of the multiplexer 15 and the control input of the seventh key 25, the third output of the pulse distributor 20 is connected to the control inputs of the third 3 and sixth 26 keys, and the fourth output is the control input of the eighth key 27 and the second control input of the multiplexer 15, the output of which is connected to the second input of the And 18 element, the output connected to the counting input of counter 24, the output of which is connected to another input of register 2 2. Paraphase outputs of the first voltage divider 6 are connected to the inputs of the second subtractor 28, the output connected to the inputs of the pepper 29 and the second 30 capacitors, the output of the first of which is connected to the power supply bus via the fifth key 21, and the first repeater 31 and the seventh key 25 - with the first input of the second analog adder 32. The output of the second capacitor 30 is connected via the sixth switch 26 to the zero power bus, via the second repeater 33 and the eighth switch 27 to the second input of the second analog adder 32, to the output of which is connected od second voltage divider 11.

Электронный измеритель массы работает следующим образом.Electronic mass meter works as follows.

В отсутствие единичных напр жений на управл ющих входах аналоговых ключей 10 4 (фиг.З) они разомкнуты. Поэтому напр жение от источников 5 и 8 не поступает на первый резистивный делитель 6 и тензодат- чики 7. В результате выходные напр жени  первого 9 и второго 28 аналоговых вычита5 телей равны нулю.In the absence of unit voltages at the control inputs of the analog switches 10 4 (Fig. 3), they are open. Therefore, the voltage from sources 5 and 8 does not flow to the first resistive divider 6 and strain gauges 7. As a result, the output voltages of the first 9 and second 28 analog subtractors are zero.

С началом работы генератора 16 через делитель 19 частоты запускаетс  четырехразр дный распределитель 20 импульсов, на четырех выходах которого поочередноWith the start of operation of the generator 16, a four-bit distributor of 20 pulses is started through the frequency divider 19, the four outputs of which alternately

0 по вл ютс  единичные импульсы Е12о; Е 2о; Е320 и Е% (фиг.2).0 single pulses of E12o appear; E 2o; E320 and E% (figure 2).

В интервале моментов единичное напр жение Е12о, снимаемое с первого выхода распределител  20 импульсов, замкнетIn the interval of moments, the unit voltage Е12о, taken from the first output of the distributor 20 pulses, will close

5 ключи 1 и 2, благодар  чему соответствующие входы питани  первого делител  6 и тензодатчиков 7 окажутс  под разностью потенциалов плюс-минус. Их выходные парафазные напр жени , будучи подведен0 ными к входам соответственно первого 9 и второго 28 вычитателей, арифметически просуммируютс  в каждом из них. Поэтому выходное напр жение Eg первого вычитател  9 в интервале моментов ti-t2 имеет поло5 жительную пол рность.5, keys 1 and 2, whereby the respective power inputs of the first divider 6 and the load cells 7 will be under a potential difference plus or minus. Their output paraphase voltages, being supplied to the inputs of the first 9 and second 28 subtractors, respectively, are arithmetically summed up in each of them. Therefore, the output voltage Eg of the first subtractor 9 in the interval of moments ti-t2 has a positive polarity.

Одновременно с первым 1 и вторым 2 ключами замыкаетс  п тый ключ 21, благодар  чему в интервале моментов ti-t2 зар жаетс  первый конденсатор 29 доSimultaneously with the first 1 and second 2 keys, the fifth key 21 closes, so that in the interval of moments ti-t2 the first capacitor 29 is charged to

0 установившейс  пол рности (фиг.2). Седьмой 25 и восьмой 27 ключи в интервале моментов разомкнуты, из-за чего вторые сумматор 32 и делитель напр жени  11 обесточены.0 steady-state polarity (figure 2). The seventh 25th and eighth 27 keys in the interval of moments are open, which is why the second adder 32 and the voltage divider 11 are de-energized.

5 В результате на входах первого сумматора 10 присутствует только выходное напр жение Eg, обусловленное работой тензодатчиков 7.5 As a result, only the output voltage Eg due to the operation of the strain gauges 7 is present at the inputs of the first adder 10.

Таким образом, в интервале ti-t2 интег0 рируетс  только измер емое напр жение Eg (результат последующего интегрировани  показан пунктиром), и поэтому выходное напр жение Ei2 интегратора 12 к моменту т.2 будет отлично от нул  и тем выше, чем боль5 ше выходное напр жение тензодатчиков 7 С наступлением момента i единичное напр жение Е120 исчезает на первом выходе распределител  20 и на втором его выходе по вл етс  аналогичный импульс Е 20. В результате исчезновени  Е 20 ключи 1,2 иThus, in the interval ti-t2, only the measured voltage Eg is integrated (the result of the subsequent integration is shown by a dotted line), and therefore the output voltage Ei2 of the integrator 12 by time 2 will be different from zero and the higher the output voltage With the onset of time i, the unit voltage E120 disappears at the first output of the distributor 20 and at its second output a similar pulse E 20 appears. As a result of the disappearance of E 20, the keys 1,2 and

21 размыкаютс , первый делитель 6 и тен- зодатчики 7 обесточиваютс , выходное напр жение Ею первого сумматора 10 становитс  равным нулю, а зар женный первый конденсатор 29 через первый повторитель 31 и замкнутый посредством Е 20 шестой ключ 25 подключаетс  к первому входу второго сумматора 32, выходное напр жение которого, пройд  второй делитель 11 напр жени , необходимый дл  масштабировани  прибора, обеспечит подачу на второй вход первого сумматора 10 отрицательного импульса En, который интегрируетс  в качестве образцового напр жени , предусмотренного в классической схеме дёухтактного интегрировани .21 is opened, the first divider 6 and the capacitors 7 are de-energized, the output voltage of the first adder 10 is equal to zero, and the charged first capacitor 29 through the first repeater 31 and the sixth key 25 connected to the first input of the second adder 32, the output voltage of which, having passed the second voltage divider 11, necessary for scaling the device, will provide the second input of the first adder 10 with a negative pulse En, which is integrated as a reference voltage, provided friction in the classical scheme douhtaktnogo integration.

Если бы в предшествующий такт напр жение тензодатчиков отсутствовало бы, то Ei2 равн лось бы нулю, из-за чего выходно напр жение интегратора Ei2 пересекло бы нуль в моментt2 (такой результат интегрировани  импульсов En показан пунктиром ). Поскольку при нагрузке тензодатчиков во врем  Eg 0, то выходное напр жение Ei2 интегратора 12 в момент t2 отлично от нул  и смещает начальный уровень интегрировани  импульса Ei2 на величину -HJo. Поэтому выходное напр жение интегратора Ei2 пересекает нуль в момент не t2, a t о. Разность t10 -12  вл етс  мерой измер емого напр жени  Еэ, как в классической схеме двухтактного интегрировани ,If there were no strain gauge voltage in the preceding cycle, then Ei2 would be zero, which is why the output voltage of the integrator Ei2 would cross zero at instant t2 (this result of integrating the pulses En is shown by a dotted line). Since, at the load of strain gauges at time Eg 0, the output voltage Ei2 of the integrator 12 at time t2 is different from zero and shifts the initial integration level of the pulse Ei2 by the value -HJo. Therefore, the output voltage of the integrator Ei2 crosses zero at the moment not t2, a t о. The difference t10-12 is a measure of the measured voltage Ee, as in the classical two-cycle integration scheme,

Здесь существенное отличие в том, что за врем  t2-ta интегрируетс  не фиксированное напр жение образцового прецизионного источника, а запомненное напр жение питани  тензодатчиков. Зтим самым устран етс  вли ние на точность дрейфа параметров источников 5 и 8 и аналоговых ключей 1-4.Here, the essential difference is that during the time t2-ta, not a fixed voltage of an exemplary precision source is integrated, but the memorized voltage of the load cells. This effect eliminates the effect on the drift accuracy of the parameters of sources 5 and 8 and analog switches 1-4.

Далее выходное напр жение Ё12 интегратора 12, пройд  усилитель-ограничитель 13 и инвертор 14, поступает на первый сигнальный вход мультиплексора 15, который в интервале отперт по первому управл ющему входу напр жением Е220 на втором выходе распределител  20 импульсов.Next, the output voltage Y12 of the integrator 12, the amplifier-limiter 13 and the inverter 14, pass to the first signal input of the multiplexer 15, which in the interval is unlocked by the first control input by the voltage E220 at the second output of the distributor 20 pulses.

Поэтому в интервале t2-ta на выходе мультиплексора 15, будет действовать импульс EIS, длительность которого пропорциональна выходному напр жению тензодатчиков. Этот импульс отпирает элемент И 18 и на вход С счетчика 24 поступают импульсы Езз. создава  в нем цифровую копию измер емого напр жени .Therefore, in the interval t2-ta at the output of the multiplexer 15, an EIS pulse will operate, the duration of which is proportional to the output voltage of the strain gauges. This pulse unlocks the element And 18 and at the input of the counter 24 receives pulses Ezz. creating in it a digital copy of the measured voltage.

В следующий такт t3-t4 выключаетс  напр жение на втором выходе распределител  20 и на его третьем выходе по вл етс  импульс Е 20, который замкнет третий 3, четвертый 4 и шестой 26 ключи. При этом первый делитель 6 и тензодатчики 7 зачитываютс  противоположным напр жением минус-плюс, из-за чего выходное напр жение Eg первого сумматора 9 будет отрицательным , а второй конденсатор 30 через шестой замкнутый ключ 26 зар дитс  напр жением , противоположным по знаку на первом конденсаторе 29.The next cycle t3-t4 turns off the voltage at the second output of the distributor 20 and at its third output appears the pulse E 20, which closes the third 3, fourth 4 and sixth 26 keys. The first divider 6 and the strain sensors 7 are read out with opposite voltage minus-plus, which is why the output voltage Eg of the first adder 9 is negative, and the second capacitor 30 through the sixth closed switch 26 is charged with a voltage opposite to the sign on the first capacitor 29.

Из-за разомкнутых седьмого 25 и восьмого 27 ключей выходное напр жение второго делител  11 равно нулю. Поэтому на входах первого сумматора 10 действует только напр жение Eg, обусловленное работойDue to the open seventh 25 and eighth 27 keys, the output voltage of the second divider 11 is zero. Therefore, at the inputs of the first adder 10, only the voltage Eg acts, due to the operation

тензодатчиков. Поэтому к моменту v выходное напр жение Ei2 будет равным - U0.load cells. Therefore, by the time v, the output voltage Ei2 will be - U0.

В последнем интервале цикла единичное выходное напр жение Е420 будет действовать только на четвертом выходеIn the last cycle interval, the unit output voltage E420 will act only on the fourth output.

распределител  20 импульсов. При этом все ключи, кроме восьмого 27, будут разомкнуты . Напр жение второго конденсатора 30 посредством второго повторител  33, восьмого ключа 27, вторых сумматора 32 и делител  11 обеспечит на втором входе первого сумматора 10 импульс En положительной пол рности. Под его действием выходное напр жение интегратора Ei2, возраста  от значени  - U0, пересечет нуль в момент t20,distributor 20 pulses. In this case, all keys except the eighth 27 will be open. The voltage of the second capacitor 30 through the second repeater 33, the eighth switch 27, the second adder 32 and the divider 11 will provide a pulse En of positive polarity at the second input of the first adder 10. Under its action, the output voltage of the integrator Ei2, age from value - U0, crosses zero at time t20,

положение которого зависит от измер емого напр жени  ES в предшествующем такте. В конечном итоге на второй сигнальный вход мультиплексора 15 поступит выходное напр жение усилител -ограничител , мину  инвертор 14, и в интервале моментов t4-t20, завис щем от выходного напр жени  тензодатчиков, к импульсам, занесенным ранее в счетчик 24, добавитс  новое их количество .whose position depends on the measured voltage ES in the preceding clock cycle. Finally, the second signal input of the multiplexer 15 will receive the output voltage of the amplifier limiting device, the inverter 14 min, and in the time interval t4-t20, depending on the output voltage of the strain gauges, a new number of them will be added to the pulses previously .

Таким образом, результатом измерени  напр жени  тензодатчика будет суммарное число импульсов, поступивших на вход счетчика 24 в интервалы и .Thus, the result of measuring the voltage of the strain gauge will be the total number of pulses received at the input of the counter 24 at intervals and.

Указанна  сумма необходима дл  устранени  вли ни  дрейфа нул , которое обеспечиваетс  следующим образом.This amount is necessary to eliminate the effect of drift zero, which is provided as follows.

Если, например, нулевой уровень напр жени  Ei2 сместитс  вверх, то интервал сократитс , но зато на столько же расширитс  интервал t4-t20, из-за чего суммарное число импульсов, занесенных в счетчик 24, не зависит от дрейфа нул .If, for example, the zero voltage level Ei2 is shifted upwards, the interval will be reduced, but the interval t4-t20 will expand by the same amount, due to which the total number of pulses recorded in the counter 24 does not depend on the zero drift.

В начале каждого цикла напр жение Е 20, снимаемое с первого выхода распределител  20 по входу V регистра 22, переносит в него показани  счетчика 24, после чего посредством формировател  23 импульсов, осуществл ющего задержку, обнул ет счетчик 24.At the beginning of each cycle, the voltage E 20, taken from the first output of the distributor 20 to the input V of the register 22, transfers the readings of the counter 24 to it, and then, through the pulse shaper 23, which delays, zeroes the counter 24.

Поскольку за один цикл в счетчик 24 занос тс  импульсы дважды, то дл  получени  истинного результата служит делитель 17 частоты на два, который подводит от генератора 16 к элементу И 18 половинное число импульсов,Since, in one cycle, pulses are doubled in counter 24, to obtain a true result, a frequency divider 17 is used for two, which takes half the number of pulses from generator 16 to AND 18,

Таким образом, в предложенной схеме устранены недостатки двухтактного интегрировани , а именно отсутствуют прецизионные аналоговые ключи в цеп х сигналов малого уровн , нет прецизионного источника образцового напр жени , дрейф нул  не вли ет на точность измерений.Thus, in the proposed scheme, the disadvantages of push-pull integration are eliminated, namely, there are no precision analog switches in the low-level signals, there is no precision source of exemplary voltage, the drift zero does not affect the measurement accuracy.

Пары ключей 1 и 4, а также 2 и 3 целесообразно выполнить на операционном усилителе , снабженном комплементарной парой транзисторов с резистором, подключенным к их эмиттерным переходам.A pair of keys 1 and 4, as well as 2 and 3, it is advisable to perform on an operational amplifier equipped with a complementary pair of transistors with a resistor connected to their emitter junction.

Аналоговые вычитатели 9 и 28 следует собрать по схеме измерительного усилител .Analog subtractors 9 and 28 should be assembled according to the scheme of the measuring amplifier.

Резистивный делитель 6 напр жени  должен представл ть собой три прецизионных резистора, с центрального из которых снимаетс  выходное напр жение.The resistive voltage divider 6 must be three precision resistors, from the central of which the output voltage is removed.

Четырехразр дный распределитель 20 импульсов может быть выполнен в виде двоичного счетчика на А с двоично-дес тичным дешифратором.The four-bit pulse distributor 20 can be made in the form of a binary counter on A with a binary-decoding decoder.

Аналоговые ключи 21,26,25 и 27 лучше всего выполнить оптронными, например, в виде оптоэлектронного коммутатора типа К249КН1 А, характеризующегос  током утечки выходной цепи не более 50 нА.Analog switches 21, 26, 25, and 27 are best performed with optocouplers, for example, in the form of an optoelectronic switch of type K249KH1 A, characterized by leakage current of the output circuit no more than 50 nA.

Повторители 31 и 33 должны быть выполнены на операционных усипител х с полевыми транзисторами на входах, например, К140УД8А-К140УД8В.Repeaters 31 and 33 must be implemented on operating devices with field-effect transistors at the inputs, for example, K140UD8A-K140UD8B.

Аналоговый сумматор 32 можно выполнить на операционном усилителе.Analog adder 32 can be performed on an operational amplifier.

Аналоговый сумматор 10 и интегратор 12 можно выполнить в виде суммирующего интегратора.Analog adder 10 and integrator 12 can be implemented as a sum integrator.

В качестве мультиплексора 15 достаточно использовать схему 2И-2 ИЛИ, например , К155ЛР1.As a multiplexer 15, it suffices to use the 2I-2 OR scheme, for example, K155LR1.

Формирователем 23 импульсов может служить любой одновибратор.Any one-shot can serve as a pulse shaper 23.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Электронный измеритель массы, содержащий четыре аналоговых ключа, соединенных в мост с первым и вторым ключами в одной паре противоположных плеч и с третьим и четвертым ключами во второй паре противоположных плеч, причем управл ющий вход первого ключа соединен с управл ющим входом второго ключа, а управл ющий вход третьего ключа соединен с управл ющим входом четвертого ключа, к одной из вершин первой диагонали моста подключен первый источник напр жени ,An electronic mass meter containing four analog keys connected in a bridge with the first and second keys in one pair of opposite arms and with the third and fourth keys in the second pair of opposite arms, the control input of the first key being connected to the control input of the second key, and The third key input is connected to the control key of the fourth key, the first voltage source is connected to one of the vertices of the first diagonal of the bridge, соединенный с нулевой шиной питани , а к второй диагонали подключены входы первого делител  напр жени  и входы тензодат- чиков, первый аналоговый сумматор,connected to the zero bus power, and to the second diagonal are connected the inputs of the first voltage divider and the inputs of strain gauges, the first analog adder, усилитель-ограничитель, счетчик, генератор , делитель частоты, формирователь импульсов , делитель частоты на два, первый конденсатор, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и быстродей0 стви , в него введены интегратор, распределитель импульсов, мультиплексор, регистр, п тый, шестой, седьмой и восьмой аналоговые ключи, первый и второй аналоговые вычитатели , второй источник напр жени ,amplifier-limiter, counter, generator, frequency divider, pulse shaper, frequency divider by two, the first capacitor, characterized in that, in order to increase accuracy and speed, an integrator, pulse distributor, multiplexer, register, fifth, the sixth, seventh, and eighth analog switches, the first and second analog subtractors, the second voltage source, 5 второй конденсатор, элемент И, второй аналоговый сумматор, второй делитель напр жени  и первый и второй повторители, причем второй источник напр жени  подключен к второй вершине первой диагонали5 second capacitor, element I, second analog adder, second voltage divider and first and second repeaters, with the second voltage source connected to the second vertex of the first diagonal 0 моста и нулевой шине питани , пзрафазные выходы тензодатчиков соединены соответственно с входами первого вычитател , выходом соединенного с первым входо первого аналогового сумматора, к второму0 of the bridge and the zero power bus, the voltage-phase outputs of the strain gauges are connected respectively to the inputs of the first subtractor, the output connected to the first input of the first analog adder, to the second 5 входу которого подключен выход второго делител  напр жени , выход первого аналогового сумматора через интегратор подключен к входу усилител -ограничител , выходом соединенного через инвертор с5 to the input of which the output of the second voltage divider is connected, the output of the first analog adder through the integrator is connected to the input of the amplifier-limiter, the output connected via an inverter with 0 первым сигнальным входом мультиплексора , второй сигнальный вход которого соединен с выходом усилител -ограничител , выход генератора через делитель частоты на два соединен с первым входом элемента0 by the first signal input of the multiplexer, the second signal input of which is connected to the output of the amplifier-limiter, the output of the generator is connected to the first input of the element through a frequency divider 5 И, а через делитель частоты - с входом распределител  импульсов, первый выход которого соединен с управл ющими входами первого и п того ключей, одним входом регистра и через формирователь импульсов 0 с входом сброса счетчика, второй выход распределител  импульсов соединен с первым управл ющим входом мультиплексора и с управл ющим входом седьмого ключа, третий выход распределител  импульсов сое5 динен с управл ющими входами третьего и шестого ключей, а четвертый выход - с управл ющим входом восьмого ключа и вторым управл ющим входом мультиплексора-, выход которого подключен к второму входу5 And, and through a frequency divider - to the input of the pulse distributor, the first output of which is connected to the control inputs of the first and fifth keys, one register input and through the pulse shaper 0 to the reset input of the counter, the second output of the pulse distributor is connected to the first control input the multiplexer and with the control input of the seventh key, the third output of the pulse distributor is connected to the control inputs of the third and sixth keys, and the fourth output - with the control input of the eighth key and the second control input multiplexer- whose output is connected to the second input 0 элемента И, выходом соединенного со счетным входом счетчика, выход которого подключен к другому входу регистра, парафазные выходы первого делител  напр жени  соединены с входами второго вы5 читател , выходом соединенного с входами первого и второго конденсаторов, выход первого из которых через п тый ключ соединен с нулевой шиной питани , а через первый повторитель и седьмой ключ - с первым входом второго аналогового сумматора, выход второго конденсатора через шестойс вторым входом второго аналогового сумключ соединен с нулевой шиной питани , аматора, к выходу которого подключен вход0 of the element I, the output of the counter connected to the counting input, the output of which is connected to another register input, the paraphase outputs of the first voltage divider are connected to the inputs of the second reader, the output connected to the inputs of the first and second capacitors, the output of the first of which is connected via the fifth key with zero bus power, and through the first repeater and the seventh key - with the first input of the second analog adder, the output of the second capacitor through the sixth second input of the second analog sum switch is connected to the zero bus th power, amateurs, whose output is connected to the input через второй повторитель и восьмой ключ -второго делител  напр жени .through the second repeater and the eighth key - the second voltage divider. 1one еe IbzrJllllffliIbzrJllllffli
SU904847829A 1990-07-05 1990-07-05 Electronic weighing apparatus SU1753290A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904847829A SU1753290A1 (en) 1990-07-05 1990-07-05 Electronic weighing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904847829A SU1753290A1 (en) 1990-07-05 1990-07-05 Electronic weighing apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1753290A1 true SU1753290A1 (en) 1992-08-07

Family

ID=21525680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904847829A SU1753290A1 (en) 1990-07-05 1990-07-05 Electronic weighing apparatus

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1753290A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Преобразователь аналого-цифровой Ф4232, Техническое описание и инструкци по эксплуатации 2П4949145ТО, Чебоксары. 1977. Авторское свидетельство СССР № 1541525, кл. G 01 G 3/147, 1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3879724A (en) Integrating analog to digital converter
US3789202A (en) Counting balance
US4816745A (en) Method and arrangement for measuring the resistance ratio in a resistance half-bridge
US3818340A (en) Electronic watt-hour meter with digital output representing time-integrated input
Rathore Digital measurement techniques
US5014058A (en) Method and arrangement for evaluating a measurable analog electrical quantity
SU1753290A1 (en) Electronic weighing apparatus
US4926174A (en) Digital voltmeter
KR850008221A (en) Electric energy measuring system
SU974146A1 (en) Digital temperature meter
SU1164558A1 (en) Digital meter for strain-measuring balance
SU938164A1 (en) Digital multi-point measuring bridge
JPS60109928A (en) Method and structure for operating 2-oblique analog/digital converter
SU779903A1 (en) Digital phase meter
SU924721A1 (en) Integrating device
RU1798711C (en) Digital integrating voltmeter
SU901929A1 (en) Measuring converter for watt-meter
SU901935A1 (en) Device for measuring anl registration of synchronous machine internal angle
SU815631A2 (en) Speed difference relative value meter
SU991275A1 (en) Device for measuring humidity of grain
SU838621A1 (en) Digital magnetic induction gage
SU1034173A1 (en) Analog/digital converter for bridge transducer signal
SU615433A1 (en) Device for measuring instability of semiconductor device electrical parameters
RU2111498C1 (en) Electric energy meter
SU813282A1 (en) Digital voltage meter