Устройство для измерения массы при наличии вибропомехи

Устройство для измерения массы при наличии вибропомехи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ ПРИ НАЛИЧИИ ВИБРОПОМЕХИ,содержащее емкостной датчик массы,подключенный к. мостовому измерителю емкости, соединенному с генератором питания,нуль-индикатором и со схемой выявления некомпенсации с отсчетным прибором, от. личающее ,к. ЕО .;-:: с я тем, что, с целью повьшения точности измерения путем уменьшения ошибки,вносимой схемой некомпенсации , в него введены реверсивный счетчик, пороговый элемент,формирователь импульсов, переключатель и два счетчика, причем вход порогового элемента подключен к выходу мостового измерителя емкости, а выход к входу формирователя импульсов, выходом подключенного к входам обоих счетчиков и переключателя, выход которого соединен с управляющими входами реверсивного счетчика, счетный вход которого подключен к генератору питания, выход первого счетчика подключен к входу остановки (Л счета реверсивного счетчика и входу запуска отсчетного прибора, а выход второго счетчика подключен к входам сброса всех счетчиков и отсчетного прибора. оо СХ) о: ел СХ)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 (51) С О С 23/37

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»» «!»

1Д

» (21) 3410874/24-10 (22) 23.03.82 (46) 07 ° 02.85.Бюл.И 5 (72) Г.В.Кочков, А.В.Назаренко и С.П.Воронков (71) Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии (53) 681.269 (088.8) (56) I.Àâòîðñêîå свидетельство СССР

N - 440563, кл.G 01 G 7/00,1972.

2, Авторское свидетельство СССР

9 970126,кл,G 01 С 23/36,!980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗЖРЕНИЯ

МАССЫ ПРИ НАЛИЧИИ ВИБРОПОМЕХИ,содержащее емкостной датчик массы,подключенный к мостовому измерителю. емкости, соединенному с генератором питания, нуль-индикатором и со схемой выявления некомпенсации с отсчетным прибором, о т. л и ч а ю щ е е—

„„Я0„„1138658 A с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения ошибки, вносимой схемой некомпенсации, в него введены реверсивный счетчик, пороговый элемент,формирователь импульсов, переключатель и два счетчика, причем вход порогового элемента подкгючен к выходу мостового измерителя. емкости, а выход— к входу формирователя импульсов, выходом подключенного к входам обоих счетчиков и переключателя, выход которого соединен с управляющими входами реверсивного счетчика, счетный вход которого подключен к генератору питания, выход первого счетчика подключен к входу остановки счета реверсивного счетчика и входу запуска отсчетного прибора, а выход второго счетчика подключен к входам сброса всех счетчиков и отсчетного прибора.

1138658

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для измерения масс в условиях действия вибропомех.

Известно устройство для измерения массы в условиях вибропомех, содержащее упругий элемент с емкостным преобразователем, мостовой измеритель емкости и дифференциальный манометр, установленный между упругим 10 элементом и измеряемой массой 1.1 3.

Однако в этом устройстве вибропомеха компенсируется не полностью.

Наиболее близким IIQ технической сущности к изобретению является устройство для измерения массы при наличии вибропомехи,содержащее емкостной датчик массы, подключенный к мостовому измерителю емкости, соединенному с генератором питания, нуль-индикатором и со схемой выявления некомпенсации с отсчетным прибором (2 .

Недостаток известного устройства

25 заключается в неудовлетворительной точности, что обусловлено наличием двух каналов в схеме выявления некомпенсации, временная нестабильность которых не позволяет повысить точность уравновешивания всей измерительной цепи.

Цель изобретения - повышение точности измерения путем уменьшения ошибки, вносимой схемой некомпенсации. 35

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения массы при наличии вибропомехи,содержащее емкостной датчик массы, подключенный к мостовому измерителю емкости, соединенному с генератором питания, нуль-индикатором и со схемой выявления некомпенсации с отсчетнымприбором,введены реверсивный счетчик, пороговый элемент,формирова- 45 тель импульсов, переключатель и два счетчика, причем вход порогового элемента подключен к выходу мостового измерителя емкости, а выход — к входу формирователя импульсов, вы- 5О ходом подключенного.к входам обоих счетчиков и переключателя, выход которого соединен с управляющими входами реверсивного счетчика, счетный вход которого подключен к генератору 55 питания, выход первого счетчика под1 ключен к входу остановки счета реверсивного счетчика и входу запуска отсчетного прибора, а выход второго счетчика подключен к входам сброса всех счетчиков и отсчетного прибора.

На фиг.l показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 и 3 — графики, поясняющие принцип его действия; на фиг..4 — 8 — графики,поясняющие его работу.

Устройство содержит упругий элемент 1 с емкостным преобразователем 2,мостовой измеритель 3 емкости, генератор 4 питания, нуль-индикатор 5, пороговый элемент 6, формирователь 7 импульсов, электронный переключатель 8, выходы которого подключены к управляющим входам реверсивного счетчика 9,отсчетный прибор 1О, первый 11 и второй 12 счетчики импульсов, К мостовому измерителю 3 емкости подключены генератор 4 питания, емкостной преобразователь 2 и пороговый элемент 6.

К выходу порогового элемента 6 подключен формирователь 7 импульсов, выход которого соединен с входом переключателя 8.

Выходы переключателя 8 подключены к управляющим входам реверсивного счетчика 9, счетный вход которого соединен с генератором 4 питания.

Устройство работает следующим образом, При измерении массы деформация упругого элемента 1 преобразуется в пропорциональное изменение емкости

С„ емкостного преобразователя 2.

При наличии помех, поступающих со стороны основания или .подвеса весов либо возникающих вследствие раскачивания груза, возникают колеба" ния упругого элемента 1 относительно положения его статического равнове-.. сия и на измеряемый мостовым измерителем 3 емкости параметр С накладывается переменная составляющая сигнала, т.е, происходит изменение емкости С

С = С +С„(t), где С вЂ” емкость, соответствующая статической составляющей нагрузки;

С „(й)- емкость, соответствующая динамической составляющей нагрузки, изменяющейся по гармоническому закону.

Значению + С Ä(t) соответствует полуволна помехи в одном плече мосто113

3 вой схемы, а значению-С (g) — полуХ волна помехи в противоположном йлече

Ф причем эти переходы всплесков помехи из плеча в плечо соответствуют частоте вибропомехй, 5

При полностью уравновешенной схеме (значение С „ =0 ) разбаланс моста происходит только эа счет полуволны помехи и длительности полуволн помехи в противоположных плечах равны 10 (фиг.2)

1. 2, 3

Если схема не уравновешена полностью и в одном as плеч имеется разбаланс, то полуволны помехи 15

J накладываются на неуравновешенную составляющую и в плече, где имелся разбаланс, импульс помехи меньше, чем в плече, где разбаланса нет, и, следовательно, в противоположных 2О плечах длительности полуволн помехи различны (фиг.3)..

Критерием равновесия мостового измерителя емкости при наличии 25 вибропомехи может служить равенство длительностей полуволн помехи в противоположных плечах моста, принимая за начало отсчета длительностей моменты перехода через равновесие схемы, так как в эти моменты (точки а,б,в ) напряжение, снимаемое с диагонали моста, равно нулю (фиг.2).

Для четкого фиксирования начала отсчета длительностей импульсов по35 мехи используется пороговый элемент 6 с заданным порогом срабатывания О „ . При достижении амплитудной полуволны порога срабатывания (фиг.4, точка r ) пороговый элемент 6 срабатывает и на его выходе напряжение равно нулю (О„„= 0).

Перейдя равновесие мостовой схемы (точка а ), сигнал начинает увеличиваться, при достижении поро- 45 гового уровня 0„ (точка д ) пороговый элемент 6 срабатывает и на его выходе появляется напряжение U п

U>z (фиг. 5 ). Последовательность импульсов помехи поступает на формирователь 7, который формирует прямоугольные импульсы, требуемого уровня (фиг.б).

Цля измерения длительностей полуволны помехи используется реверсив- 55 ный счетчик 9, на счетный вход которого поступает синусоидальный сигнал с генератора 4.

8658

Если на один из управляющих вхо" дов (,суьпкирующий или вычитающий) подать управляющий сигнал, то происходит счет поступивших сигналов с генератора 4, Подача управляющих сигналов осуществляется электронным переключателем 8,который обеспечивает режим прямого и обратного счета.

С приходом прямоугольного импульса,например, длительностью (фиг.6), соответствующего длительности полуволны помехи в одном плече мостового измерителя емкости, электронный переключатель 8 разрешает прямой счет поступающих сигналов с генератора 4. 3а время 4 поступит N 6 1 импульсов.

С приходом следукицего прямоугольного импульса с формирователя 7 электронный переключатель 8 paspeщает обратный счет сигналов,непрерывно поступающих с генератора 4.

За время 1„ на счетчик поступает число импульсов, равное 1, что соответствует длительно ти полуволны помехи в противоположном плече мостовой схемы (фиг.7) .

Для получения разницы импульсов

40 = N „ - Н необходимо остановить счет импульсов, поступающих на счетный вход реверсивного счетчика 9 импульсов. Для этого используется . первый счетчик 11 импульсов с коэффициентом пересчета К, и срабатывающий от заднего фронта импульсов, поступающих с формирователя 7. Коэффициент пересчета К„, выбирается исходя из четного числа полуволн номехи и может быть равен 2,4,6 и т.д.

Так при окончании, например, второго импульса, поступившего с формирователя 7, первый счетчик ll импульсов выдает сигнал, который поступает на

II Il вход Стоп реверсивного счетчика 9, чем и останавливает счет поступающих на его счетный вход импульсов.

Сигнал с первого счетчика !1 импуль; сов также подает команду на вклю- чение отсчетного прибора 10, на котором высвечивается разница импульсов (4), по которой определяют момент равновесия схемы, сводя разницу дМ к нулю (фиг.8 ), путем уравновешивания мостового измерителя 3 емкости.

Время, необходимое для уравновешивания мостового измерителя 3 ем1138658 кости,эадается вторым счетчиком 12 импульсов с коэффициентом пересчета К, где К вЂ” любое требуемое число. Так при поступлении, например, пятого импульса с формирователя 7 срабатывает второй счетчик 12 импульсов и выдает сигнал, при поступлении которого происходит сброс числа импульсов в реверсивном счетчике 9 (установка нуля 1и он начинает вновь считать поступающие с генератора 4 импульсы. Сигналом со второго счет.чика 12 импульсов также устанавливаются в нуль первый II и второй 12 счетчики импульсов и происхо5 дит сброс покаэаний в отсчетном устройстве 10, т.е. начинается новый цикл.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства обус10 ловлена повышением точности измерения.

1138658

mnlarr ма ие

8euteшеиа

РИиОР МЖ" йгкеим

1138658

Составитель В.Широков

Техред С.йовжий Корректор С.Максимишинец

Редактор С.Саенко

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4

Ю

Заказ 10675/30 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва,Ж-35,Раушская наб.,д.4/5