Claims (2)
Изобретение относитс к технике измерени массы, а более конкретно к точным весам с электромагнитным уравновешиванием. Известны электромагнитные весы, содержащие две подвижные катушки, расположенные в зазоре магнитной системы , которые св заны с двум датчиками перемещени и двум электрическими системами уравновешивани , причем выходной ток эталонной системы вл етс опорным дл измерительной системы уравновешивани Однако указанные весы имеют недо таточную точность. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл ютс электромагнитные весы, содержащие упруго подвешенный чувствительный элемент с грузоприемной чашкой, св занный с системой уравновешивани в виде расположенной в поле магнитной системы катушки силовой компенсации подсоединенной через интегратор н коммутатор к источнику тока 2. Однако указанные весы также имею ограничение по точности , обусловле ной погрешностью чувствительности от дрейфа нул , вызываемого эталонной системой, а также сложны по кон струкции и имеют низкую технологичность из-за наличи второй эталонной катушки с системой ее подвески, второй электрической схемой уравновешивани , датчиком перемещени эталонной катушки и т.д. Цель изобретени - повышение точности путем исключени вли ни нестабильности магнитной индукции на результаты измерений. Цель достигаетс тем, что весы снабжены фиксатором нижнего по оси дейтсви силы т жести положени чув-. ствительного элемента и дискриминатором верхнего положени катушки с подключенным к нему формирователем импульса, соответствующего этому положению, и соединенным с коммутатором . На фиг. 1 схематически показаны электромагнитные весы; на фиг. 2 диагрс1мма , по сн юща их работу. Весы содержат чувствительный элемент 1 с грузоприемной чашкой 2 дл измер емого груза 3 с массой , (-4 Ь где р„ - вес груза; q - ускорение силы т жести, систему 4 упругой подвески, фиксатор 5 верхнего положени чувствительного элемента, закрепленный на магнитопро воде 6. В нижнем положении чувствительный элемент 1 лежит на упорах 7 полюсного наконечника 8 посто нного |МаРнита 9. На чувствительном элементе 1 закреплена измерительна катушк силовой компенсации 10. Источник тока 11 через коммутатор 12 соединен с интегратором 13 тока, который подклю чен к катушке 10 силовой компенсации . Фиксатор 5 верхнего положени электрически соединен с формирователем 14 сигнала положени , выходы 15 которого подключены к управл ющим входам 16 коммутатора 12. Вы . ходы 15 формировател 14 соединены с входом 17 вычислительно-отсчетного устройства 18. Весы работают следующим образом. При отсутствии измер емого груза 3(тх 0) по начальному (пусковому импульсу, задаваемому оператором в момента времени t. (-фиг. 2) , коМмуТа .тор 12 соедин ет источник 11 f ок с ин те гр атором 13, к оторый формирует линейно возрастающий ток Т., поступающий в катушку 10 и, соответственно , электромагнитное усилие Рд - Вр1о1д- (где BO - индукци в зазоре, Lp- длина витков в Катушке Т - посто нна времени интегратора) Трк 1 л (усилие Рд) растет до тех пор, пока электромагнитное усилие не достигнет величины веса Р(катушки 10 вместе с чашкой 2), т.е. Рд PQ , и чувствительный племен не подниметс вверх и не замкнет фиксаторы 5 верхнего положени чувствительного элемента. При этом, формиро ват;ель 14 уровн положени сформиру ет импульс ti, по которому срабатывает интегратор 13 через коммутатор 12, и ток в катушкеЮ устанавливает с через некоторое врем задержки t равное нулю. При этом, эесы подготовлены дл установки груза 3. После установки груза 3(mw const) заданием импульса Измерение стабилизатор 11 тока снова соедин етс с интегратором 13, который Формирует линейно возрастаюций ток 1л j, и соотвеа9твенно усилие 1л2. растет до тех пор, пока усилие РА4 не превысит силу т жести РО+Р« г т.е. PA /PO+I . Тогда чувствительный элемент 1, .поднима сь вверх, замкнет в момент . времени t фиксатор 5, и формирователь 14 разомкнет ключ 12, Обесточив катушку 10. Чувствительный элемент 1 садитс на упоры 7. . Таким образом, в первом такте измерени имеем уравновешивающее усилие % PC Bol-olo , а во втором такте utg . РХ 2. о л О о-о Откуда , искома сила т жести (вес груза 3) равна ( At2. - Atj ) А t. Т.е. результат измерени не зависит ни от магнитной индукции В, ни от посто нной времени С интегратора тока. Интервалы времени д t. и д1, поступают в вычислительно-отсчетное устройство (компьютер) 13, в котором они запоминают и производ т операции вычитани t - л и де& .t 2. - At Таким образом, предлагаемые электромагнитные весы позвол ют исключить основной источник погрешности от нестабильности магнитной инду{сции, использу в качестве опоры вес Рд самого чувствительного элемента без специальной эталонной катушки. Это существенно упрощает конструкцию электромеханической части весов и повышает стабильностьих работы (исключает погрешность от нестабильности магнитной индукции). Упрощение конструкции наиболее сложной и дорогосто щей электромеханической части весов позвол ет заметно снизить их стоимость без потери точности и измерени . Формула изобретени Электромагнитные весы, содержащие упруго подвешенный чувствительный элемент с грузоприемной чашкой, св занный с системой уравновеиййани в виде расположенной в поле магнитной системы катушки силовой компенсации, подсоединенной через интегратор и ксмлмутатор к источнику тока. Отличающиес тем, что, с целью исключени вли ни нестабильности магнитной индукции на результаты измерений, они снабжены Фиксатором нижнего по оси действи силы т жести положени чувствительного элемента и дискриминатором верхнего положени катушки с подключенным к Heiny формирователем импульса , соответствующего этому положению, и соединенным с коммутатором. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент США 3688854, кл. 177-164, 1972. The invention relates to a technique for measuring mass, and more specifically to accurate weights with electromagnetic balancing. Electromagnetic scales are known that contain two moving coils located in the gap of the magnetic system, which are connected to two displacement sensors and two electrical balancing systems, the output current of the reference system being a reference for the balancing measuring system. However, these weights have insufficient accuracy. The closest in technical essence to the present invention are electromagnetic scales containing an elastically suspended sensing element with a load-receiving cup associated with a balancing system in the form of a power compensation coil located in the field of a magnetic system connected through an integrator and switch to a current source 2. However, these scales are also I have a limitation on accuracy, due to the sensitivity error from the zero drift caused by the reference system, and also are complex in design and have a low w processability due to the presence of the second reference coil with its suspension system, the second electrical circuit equilibration movement sensor reference coil, etc. The purpose of the invention is to improve the accuracy by eliminating the influence of the instability of magnetic induction on the measurement results. The goal is achieved by the fact that the scales are provided with a latch of the lower position along the axis of the force of gravity of the position chuv-. element and the discriminator of the upper position of the coil with a pulse shaper connected to it corresponding to this position and connected to the switch. FIG. 1 schematically shows an electromagnetic scale; in fig. 2 diagrams, explaining their work. The balance contains a sensitive element 1 with a load-carrying cup 2 for a measured load 3 with a mass, (-4 Ь where р is the weight of the load; q is the acceleration of gravity, the elastic suspension system 4, the locking 5 of the upper position of the sensitive element attached to the magnetic water 6. In the lower position, the sensing element 1 lies on the stops 7 of the pole tip 8 of the constant | MaRnita 9. On the sensitive element 1 there is a measuring coil of power compensation 10. The current source 11 is connected through a switch 12 to the integrator 13 of the current, which is connected to the power compensation coil 10. The latch 5 of the upper position is electrically connected to the shaper 14 of the position signal, the outputs 15 of which are connected to the control inputs 16 of the switch 12. You have the strokes 15 of the shaper 14 connected to the input 17 of the computing and reading device 18. The balance works as follows In the absence of a measurable load 3 (mx 0) with respect to the initial (starting pulse, specified by the operator at time t. (-Fig. 2), a comm. tor 12 connects a source 11 f ok with the compressor 13, to which it forms a linearly increasing current T., entering the coil 10 and, accordingly, the electromagnetic force Rd - Brot1d- (where BO - induction in the gap, Lp - length of turns in Coil T - constant integrator time) Trk 1 l (force РД) increases until the electromagnetic force reaches the value of weight Р (coil 10 with cup 2), i.e. . Pd PQ, and the sensitive tribes will not rise up or close the locks 5 of the upper position of the sensitive element. At the same time, the formation of the position level spruce 14 will generate a pulse ti, according to which the integrator 13 is triggered via the switch 12, and the current in the coil sets c after a certain delay t to zero. At the same time, the forces are prepared for setting the load 3. After setting the load 3 (mw const) by impulse measurement, the current stabilizer 11 is again connected to the integrator 13, which linearly increases the current j 1 j and, accordingly, the force 1 2. grows until the force PA4 exceeds the force of gravity RO + P “r PA / PO + I. Then the sensitive element 1,. Rise up, closes at the moment. time t latch 5, and the driver 14 will open the key 12, de-energizing the coil 10. Sensitive element 1 sits on the stops 7.. Thus, in the first measure, we have the balancing force% PC Bol-olo, and in the second measure, utg. РХ 2. О л О о о About whence, the required force of tin (weight of load 3) is equal to (At2. - Atj) А t. Those. the measurement result does not depend on either the magnetic induction B or the time constant C of the current integrator. The time intervals d t. and d1, are fed to a computational reading device (computer) 13, in which they memorize and perform subtraction operations t -l and de & .t 2. - At Thus, the proposed electromagnetic scales allow to exclude the main source of error from the instability of the magnetic induction, using as a support the weight Pd of the most sensitive element without a special reference coil. This greatly simplifies the design of the electromechanical part of the balance and increases the stability of the work (excludes the error of instability of the magnetic induction). Simplifying the design of the most complex and expensive electromechanical part of the balance allows one to significantly reduce their cost without loss of accuracy and measurement. Claims of Invention Electromagnetic scales, containing an elastically suspended sensitive element with a load-receiving cup, associated with an equilibrium system in the form of a force compensation coil located in the field of a magnetic system connected through an integrator and switch to a current source. Characterized by the fact that, in order to eliminate the influence of the magnetic induction instability on the measurement results, they are equipped with a Fixator of the lower axially acting gravity of the sensitive element and a discriminator of the upper coil with a pulse driver corresponding to this position and connected to the switch . Sources of information taken into account in the examination 1. US patent 3688854, cl. 177-164, 1972.
2. Патент США 3786883, кл. 177-164, 1974 (прототип).2. US patent 3786883, cl. 177-164, 1974 (prototype).
„ Usi epfHUf. , ffycH „Usi epfHUf. ffycH
IfIf
M. M.
ItIt
ЛL
;ff; ff
HtHt