SU787904A1

SU787904A1 - Automatic weigher

Info

Publication number: SU787904A1
Application number: SU792728968A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Созинов; Владимир Дмитриевич Попов; Анатолий Яковлевич Шенфельд; Николай Александрович Безрядин; Виктор Михайлович Алексеев
Original assignee: Ленинградский Завод "Госметр"
Priority date: 1979-02-23
Filing date: 1979-02-23
Publication date: 1980-12-15

Description

Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к аналитическим весам с электромагнитной системой уравновешивания.The invention relates to a weighing technique, in particular to an analytical balance with an electromagnetic balancing system.

Известны аналитические весы, содер-5 жащие коромысло с чашкой, датчик разбаланса, подключенный к регулирующему усилителю, компенсатор и отсчетный прибор [1].There are known analytical scales containing a rocker with a cup, an unbalance sensor connected to a control amplifier, a compensator, and a reading device [1].

Известные весы имеют недостаточнуюЮ точность и помехоустойчивость вследствие того, что отсчетный прибор регистрирует все броски компенсационного тока в неустановившемся режиме ;.и различные помехи, затрудняющие отсчет. 15Known scales have insufficient accuracy and noise immunity due to the fact that the reading device registers all the surges of the compensation current in an unsteady mode; and various interferences that impede the reading. fifteen

Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемым являются автоматические весы, содержащие чувствительный элемент с датчиком некомпенсации, подключенным к регулирующему усилителю, соединенному с компенсатором, и цифровой прибор с блоком запуска и генератором импульсов [ 2 ] .The closest in technical essence to the proposed are automatic scales containing a sensitive element with a non-compensation sensor connected to a control amplifier connected to a compensator, and a digital device with a trigger unit and a pulse generator [2].

Известные весы имеют недостаточное быстродействие и точность, поскольку для управления работой узла устранения ложного отсчета требуется внешний запускающий сигнал. Точность весов ухудшает также наличие в схеме узла, работающего в режиме хранения информации, при котором возникают сбои от воздействия импульсных помех. Цель изобретения — увеличение быстродействия весов и точности измерения.Known scales have insufficient speed and accuracy, since an external trigger signal is required to control the operation of the false count elimination unit. The accuracy of the balance is also worsened by the presence in the circuit of a node operating in the information storage mode, in which failures from the effects of pulsed interference occur. The purpose of the invention is to increase the performance of the balance and the accuracy of the measurement.

Поставленная цель достигается тем, что в известные весы введены усилитель-интегратор, инвертор, две схемы сравнения, источники смещающих сигналов , схема ИЛИ и ключ, причем выход регулирующего усилителя соединен с первыми входами схем сравнения непосредственно, а с их вторыми входами связан через усилитель-интегратор и инвертор, при этом ко вторым входам схем сравнения подключены источники смещающих сигналов, а выходы схем сравнения через схему ИЛИ соединены 20 с ключом, установленным между генератором импульсов и блоком запуска цифрового прибора.This goal is achieved by the fact that an integrator-integrator, an inverter, two comparison circuits, bias signal sources, an OR circuit and a key are introduced into the well-known scales, and the output of the control amplifier is connected directly to the first inputs of the comparison circuits, and connected to their second inputs through an amplifier an integrator and an inverter, while bias sources are connected to the second inputs of the comparison circuits, and the outputs of the comparison circuits are connected 20 via a OR circuit with a key installed between the pulse generator and the digital trigger about the device.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемых весов; на фиг. 225 17 - графики, поясняющие работу.весов.In FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed weights; in FIG. 225 17 - graphs explaining the work. Weights.

Схема включает чувствительный элемент 1 с грузоприемной площадкой 2 для исследуемого образца 3 с неизвестной массой т_х, закрепленный на 30 опорах, например упругих лентах 4 и 5, заделанных в основание 6, и снабженный датчиком некомпенсации, имеющим подвижную 7 и неподвижную 8 части, и компенсатором, образованным подвижной катушкой 9, магнитной системой 10 и токоподводами 11 и 12, а также регулирующими усилителем 13 и отсчетным цифровым прибором 14 с блоком 15 запуска и генератором 16 тактовых импульсов. Кроме того схема включает усилитель-интегратор 17 с повышенной постоянной интегрирования Т_и , большей времени переходного процесса Т_п(Т_и > Т) в составе операционного усилителя 18 и конденсатора 19, инвертор 20, разделительные резисторы 21, 22, 23 и 24, схемы 25 и 26 сравнения, источники 27 и 28 смещающих сигналов V_CM1 и 2> схему ИЛИ 29 и ключ 30, причем выход 31 регулирующего усилителя 13 соединен непосредственно с первыми входами 32 и 33 схем 25 и 26 сравнения, а через усилитель-интегратор 17 инвертор 20 соединен со вторыми входами 34 и 35 схем 25 и 26, к которым подключены также источники 27 и 28 смещающих сигналов. Выходы 36 и 37 схем 25 и 26 сравнения через схему ИЛИ 29 поданы на ключ 30, установленный между генератором 16 тактовых импульсов и блоком 15 запуска отсчетного цифрового прибора 14. Опорный резистор 38, имеющий сопротивление R_{on f} служит для съема измеряемого сигнала Эк-^к1^,гп« , пропорционального компенсационному току 3·/ и измеряемой массе М_х образца 3 (K_f — масштабный коэффициент).The circuit includes a sensing element 1 with a load pad 2 for the test sample 3 with an unknown mass _tx , mounted on 30 supports, for example, elastic bands 4 and 5, embedded in the base 6, and equipped with a non-compensation sensor having a movable 7 and a fixed 8 parts, and a compensator formed by a moving coil 9, a magnetic system 10 and current leads 11 and 12, as well as a regulating amplifier 13 and a reading digital device 14 with a trigger unit 15 and a clock pulse generator 16. In addition, the circuit includes an amplifier-integrator 17 with an increased integration constant T _{and a} longer transient time T _p (T _and > T) as part of an operational amplifier 18 and a capacitor 19, an inverter 20, isolation resistors 21, 22, 23 and 24, circuits 25 and 26, sources 27 and 28 of biasing signals V _CM1 and 2> OR circuit 29 and key 30, and the output 31 of the control amplifier 13 is connected directly to the first inputs 32 and 33 of the comparison circuits 25 and 26, and through the amplifier-integrator 17 inverter 20 is connected to the second inputs 34 and 35 of circuits 25 and 26 to which are connected also sources 27 and 28 of bias signals. Outputs 36 and 37 of the circuits 25 and 26 through comparison of an OR gate 29 fed with a key 30 provided between the generator 16 and the clock unit 15 start measuring indicator digital device 14. The reference resistor 38 having a resistance R _{on f} is used for removal of the measured signal ^to Ek- 1 ^{, gp} , proportional to the compensation current 3 · / and the measured mass M _{x of} sample 3 (K _f is the scale factor).

'Работа весов происходит следующим образом.'The work of the scales is as follows.

На грузоприемную площадку 2 устанавливается исследуемый образец 3 и чувствительный элемент 1, подвешенный на опорах 4 и 5, смещается на величину лИ , при этом с датчика некомпенсации в регулирующий усилитель 13 поступает входной сигнал , который после усиления в виде компенсационного тока Зц через токоподводы 11 и 12 поступает.в подвижную катушку 9, возвращающую чувствительный элемент 1 в исходное положение ДИ 0, и далее в виде сигнала с опорного резистора 38 подается в отсчетный цифровой прибор,14. Выходной сигнал регулирующего усилителя 13 (напряжение на его выходе 31) имеет вид кривой а (фиг. 2) с начальным участком переходного процесса (оц —а_г) , с установившимся режимом (α^-α^) и с участком съема образца (а_г-а₄).The test sample 3 is installed on the load receiving pad 2 and the sensing element 1, suspended on the supports 4 and 5, is shifted by the value of LI, while the input signal from the non-compensation sensor to the control amplifier 13, which, after amplification in the form of a compensation current Зз through current leads 11 and 12 enters the movable coil 9, which returns the sensing element 1 to its initial position, DI 0, and then in the form of a signal from the reference resistor 38 is supplied to a reading digital device, 14. The output signal of the control amplifier 13 (voltage at its output 31) has the form of a curve a (Fig. 2) with the initial portion of the transient process (ots - a _d ), with the steady state (α ^ -α ^) and with the sampling area (a _Mr. ₄ ).

На участке установившегося режима может иметь место помеха ’*’вплеск^,г’ (α^-α^). Указанный сигнал подается непосредственно на первые входы 32 и 33 схем 25 и 26 сравнения.In the steady-state region, there may be a hindrance '*' splash ^{, r} '(α ^ -α ^). The specified signal is fed directly to the first inputs 32 and 33 of the comparison circuits 25 and 26.

Одновременно выходной сигнал после прохождения усилителя-интегратора 17 (с повышенной постоянной интегрирования) и соответствующего затягивания (отставания) его переднего и заднего фронтов, а также изменения полярности в инверторе 20 и сложения со смещающими сигналами и Усмг соответствующими, например, единице ^fмладшего разряда отсчетного цифрового прибора 14, подается на вторые входы 34 и 35 схем 25 и 26 сравнения, что изображено на фиг. 2 в виде кривых 5 и ί. Схемы 25 и 26 сравнения формируют выходные сигналы и Sq постоянной амплитуды (см. фиг. 3 и фиг. 4), соответствующие разностным сигналам на входах 32 и 34 и 33 и 35 (т.е. соотношениям между кривыми а и 8 и а и 6, фиг. 2), поступающие на схему ИЛИ 29. Наличие выходного сигнала S_b (''Запрет'') (см. фиг. 5), поступающего со схемы ИЛИ 29 на ключ 30 запрета, прекращает прохождение тактовых импульсов, равномерно поступающих с генератора 16 тактовых импуль’сов (см. фиг. 6), и блок 15 запуску в указанные отрезки времени , и Д-Щ (см. фиг. 7) не запускается, тем самым не подавая команды на сброс предшествующих показаний отсчетного цифрового прибора 14.At the same time, the output signal after passing through the amplifier-integrator 17 (with an increased integration constant) and the corresponding tightening (lagging) of its leading and trailing edges, as well as a change in polarity in the inverter 20 and addition with biasing signals and Umpg corresponding, for example, to the unit ^{f of the} lowest digit of the reference digital device 14, is fed to the second inputs 34 and 35 of the comparison circuits 25 and 26, as shown in FIG. 2 in the form of curves 5 and ί. Comparison circuits 25 and 26 generate output signals and constant amplitude Sq (see FIG. 3 and FIG. 4) corresponding to difference signals at inputs 32 and 34 and 33 and 35 (i.e., the relations between curves a and 8 and a and 6, Fig. 2) arriving at the OR 29 circuit. The presence of the output signal S _b ('' Prohibition '') (see Fig. 5) coming from the OR 29 circuit to the inhibit key 30 stops the passage of clock pulses uniformly received from the generator 16 clock pulses (see Fig. 6), and the block 15 start at the indicated time intervals, and D-U (see Fig. 7) does not start, thereby not issuing a command to throw of the previous readings of the reading digital instrument 14.

Таким образом,показания отсчетного цифрового прибора 14 в течение временного отрезка Д-t - 1¼¾. -1, 1 равны нулю, а в течение отрезка Д1цъ_м.= соответствуют без наличия каких-либо помех и скачков, т.е. отсчет измеряемой массы гп-к в установившемся режиме уравновешивающей системы производится по цифровому прибору 14.Thus, the readings of the reading digital device 14 during the time interval Д-t - 1¼¾. -1, 1 are equal to zero, and during the interval Д1цъ _m . = Correspond without any interference and jumps, i.e. the measured mass of gp-k in the steady state of the balancing system is made using a digital device 14.

Наличие усилителя-интегратора с повышенной постоянной интегрирования, инвертора, источников смещающих сигналов, схем сравнения, схемы ИЛИ и ключа запрета устраняет влияние помех и неустановившихся режимов работы на показания отсчетного цифрового прибора автоматических весов и тем самым существенно повышает их быстродействие и точность.The presence of an integrator amplifier with an increased integration constant, an inverter, bias signal sources, comparison circuits, an OR circuit, and a prohibition key eliminates the influence of noise and transient modes of operation on the readings of a reading digital instrument of automatic scales and thereby significantly increases their speed and accuracy.

Claims

1.Sakharov A.I. Scales in physical and chemical research, M., Science 1968, p. 53-60.

2. Patent SGIA 3789937, cl. 177210, published. 1977 (prototype).

ff

t3

(fiM.7