Устройство для измерения массы

Устройство для измерения массы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 5233ОО

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Gaea Советскик

Соииалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.05.75 (21) 2132473. 10 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.07.76. Бюллетень ¹ 28 (45) Дата опубликования описания 31.08.76 (51) М Кл б 01 G 9/00

Государстввкиьй комитет

Совета Микистров СССР (53) УДК 681.269 (088.8) ао лелем кзобретекий к открытий.(72) Автор изобретения

Э. М. Бромберг

Куйбышевский филиал Всесоюзного института по проектированию организации энергетического строительства «Оргэнергострой» (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ

Изобретение относится к области массоизмерительной техчики.

Известны устройства для измерения массы, содержащие грузоприемную платформу, массоизмерительный преобразователь, блок измерения и блок коррекции (1 — 5).

Ближайшим по технической сущности к предлатаемому устройству является устройство (6), содержащее грузоприемную платформу, установленную,на о сновной, массоизмерительный преобразователь, подключенный к измерительному блоку, блок управления и бло к коррекции с грузом .известной величины, управляемы м электромагнитом.

Известное устроиство не обеспечивает требуемой точности из-за существенно нелинейной характеристики и,при измерении массы неподвижных объектов, когда нет возможности перед началом каждого измерения определять сигнал, соответствующий известной массе.

В предлагаемом устройстве блок автоматической коррекции снабжен электромагнитным преобразователем, дополнительным массоизмерительным преобразователем, усилителем, ключом и жестким рычагом, причем на одно плечо рычага установлен основной массоизмерительный преобразователь, а на другое плечо — дополнительный маесоизмерительный преобразователь, подключенный через усилитель и ключ к электромагнитному преобразователю, якорь которого соединен с грузоприемной платформой.

На чертеже показана блок-схема описываемо-.о устройства.

Объект 1, матисса которого измеряется, установлен на грузоприемную платформу 2. На ,грузоприемной платформе с помощью электромагнита 3 фиксируется груз 4 известной величины Р,. Грузоприемная платформа опирается на основной массоизмерительный преобразователь 5, выход которого подключен к измерительному блоку б. Основной массоизмерительный преобразователь 5 опирается на плечо 7 жесткого рычага 8, второе плечо

9 которого опираемся на дополнительный массоизмерительный преобразователь 10. Выход допол нительного массоизмерительного преобразователя через усилитель 11 и упра вляемый электронный ключ 12 подключен к электромагнитному преобразователю 13, якорь 14 которого соединен с грузоприемной платформой 2. Для управления последовательностью всех операций устройство снабжено блоком

25 управления 15.

Принцип действия устройства заключается в проведении дополнительных измерений, позволяющих получить и нформацию не только об измеряемой массе, но и .погрешностях, возникающ|их в результате измерения.

523300 любо "o массоимеющего как нелинейную хапомощью кусочпредставлена

02 г (+ liP) + bã.

У4 — а (Р -1- Р, ) b;, У1 —— а;Р + b;.

Функция преобразования измерительного устройства, линейную, так и существенно рактеристику, может быть с но-линейной аппроксимации э виде у=аР+ b, (i= 1,2...,), где у — выходной сигпач устройства;

Р— .измеряемая масса;

10 а;,b, — параметры функции преобразования устройства; т — число линейных отрезков, с помощью которых может быть описана в общем случае не:1ипейIIBII функция .прсобразова11ия уcTpoIIcTBQ.

Величина параметров а;,b; зависит от измеряемой маосы Р в силу нслинейностп функции п1реобразо ва ния vcTpoIIÑTBñI, а,кроме то! о, от,изменения внешних условий и от временного дрейфа характеристик отдельных элементов. При этом изменение параме-.ров а;,b; обусловливает погрешность измерения, Влияние параметров а;,b; на точность измерения массы устранено в описываемом устройстве за счет автоматической коррекции Ior p еш но стей.

Работает устройство следующим образом.

Процесс измере1ния состоит,из четырех такТоВ преобразований. В первом такте блок управления 15 включает электромагнит 3 и электронный ключ 12, При этом электромагпитпый чреооразователь 13 обесточен, и якорь

14 не передает»а грузоприемную платформу

2 дополнительного усилия.

Таким образом, в первом такте с помощью основно-.о маасоизмерительно."о преобразователя 5 и измерительного блока 6 преобразуется масса Р взвешиваегмого объекта.

Результат у1 пер|вого такта преобразования 40 фиксируется в измерительном блоке 6 и связан с измеряемой массой P соогношением

Во втором такте преобразования блок уIIравления 15 замыкает электронный ключ 12, выключая тем самым электромагнитный преобразователь 13, который через якорь 14 передает на грузоприемную сплатформу 2 дополнительное у1оилие, эквивалентное увеличению массы взвеши ваемого объекта .на величину КР, где,К вЂ” коэффициент, равный

1произведению коэффициентов передачи рычага 8, преобразователя 10, усилителя 11 и 55 электромагнитного преобразо вателя 13.

Таким ооразом, во втором такте преобразуется сумма Р +- КР масс, состоящая из массы взвешиваемого объекта 1, некоторой дополнительной массы, созда ваемой самим 50 взвешиваемым объектом с помощью рычага

8, дополнительного массоизмерительного преобразовагеля 10, усилителя 11, который питает обмотку электромагнитного преобразователя 13, создающего на якоре 7 тяговое усилие, пропорциональное питающему напряжению. Результат у2 второго такта преобразования также фиксируется в измерительном блоке 6 и связан с измеряемой массой P соотношением

В третьем такте преобразования блок управления 15 включает электромагнит 3, который притяг41вает груз 4 величины PÄ. 1",люч

I2 в этом такте остается включенным. Таким образом, в третьем такте преобразуется сумма масс P + P, 1- К(Р +- Р„).

Результат у третьего такта преобразования фиксируется в измерительном блоке 6 и связа11 с измеряемой массой Р cooT:IoøåBèëI

Уз = a;;(IP + Р, + K(P + Р, )1 4- К.

Наконец, в четвертом такте преобразования олок управления 15 размыкает электронный ключ 12. При этом электромагнитный преобразователь 13 обесточен, и якорь 14 нг передает на грузоприемную платформу 2 дополнительного усития. Таким образом, в четвертом такте преобразуется сумма Р + P„ масс взвешиваемого объекта и груза известной величины. Результат у4 чегвертого такта

1преобразования фиксируется в измерительном блоке 6 и связан с измеряемой массой P соотношением

Результаты четырех преобразований представляют собой систему четырех уравнений с четырьмя неизвестными Р, а;, b,, К. Эта система может быть. решена относительно любого,из неизвестных, в том числе относительно измеряемой массы Р.

Таки м образом, в измерительном блоке 6 вычисляется значение измеряемой массы по формуле

ЬЗ 92) (Д4 Д1) 1;ак видно из это."о выражения, результат измерения не зав1ис ит от параметров а;, Ь; функции преобразования устройства.

Таким образом, исключается влияние па точность измерения изменений этих коэффициентов, а следовательно и изменений внешн их условий и,временного дрейфа отдельных узлов и элементов устройства.

Кроме того, исключается влияние нелинейности характеристик датчиков в пределах точности кусочно-линейной аппроксимации, так как .коэффициенты а; и b; вычл4сляются для данного конкретного участка характеристики, который соответствует измеряемой массе. При этом характеристика устройства может быть существенно нелинейца и степень нелинейности может быть неизвестна, необходимо только, чтобы все четыре преобразо523300

Формула изобретения

Составитель В. Ширшов

Редактор Т. Рыбалова Техред Т. Курилко Корректор В. Гутман

Заказ 838/1065 Изд. № 1568 Тираж 814 Подписке.

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушслзя наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» вания располагались на одном t-м участке аппроксимации, а это всегда можно добиться выбором Р, и К.

Важным является также то, что стабильность коэффициента К не влияет на точность измерения массы, поэтому практически все узлы устройства, за исключением груза известной величины P могут быть выполнены на грубых, дешевых элементах.

С помощью устройства можно взвешивать массы неподвижных объектов, когда нет возмажности разгрузить устройства для определения и последующей коррекции начального сигнала, соответствующе.-о измеряемой массе, равной нулю.

Устройство для измерения массы, содержащее грузоприемную платформу, установленную на основной, массоизмерительный преобразователь, подключенный к измерительному блоху, блок у,правления и блок автоматической коррекции с грузом известной величины, управляемым электромагнитом, от л ич аю щеес я тем, что, с целью повышения точности, в нем блок автоматической коррекции снабжен электромагнитным преобразователем, усилителем, ключом и жестким рычагом, пригнем,на одно плечо рычага установлен указанный массоизмерительный преобразователь, а на другое плечо — дополнительно аведенный массоизмерительный преобразователь, подключенный через усилитель и

1О ключ к электромагнитному преобразователю, якорь которого соединен с грузоприемной платформой.

Источники информации,:принятые во вни15 мание при экспертизе:

1. Авт. св. № 411309, GOlg 13/24, 26.08.71.

2. Авт. св. № 246110, G 0lg 19/02, 19.06.67.

3. Патент Ф Р Г № 1223169, кл. 42f 22, 18.08. 66.

20 4. Патент США № 3204711, кл. 177 — 70, 07.;09. 65.

5. Карпин E. Б. «Средства автоматизации для измерения и дозирования массы», 1971.

25 6. Авт. св. ¹ 422971, G Olg13/24, 26.08.71,